現像装置およびその制御方法
【課題】ハイブリッド現像方式を有する現像装置において、現像領域のギャップ変動による濃度ムラを抑制し、安定した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、供給回収領域８８を介して搬送ローラに対向するとともに現像領域９６を介して感光体１２に対向する現像ローラ４８と、第１の電源１２０と第２の電源１３０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第１の電界形成手段と、第２の電源１３０から構成され、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第２の電界形成手段とを備えた現像装置において、第１の検出ブロック１２５及び第２の検出ブロック１３５によってそれぞれ検出された第１の電源及び第２の電源に流れる電流に基づいて第２の電界形成手段の作動を制御する。
【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、供給回収領域８８を介して搬送ローラに対向するとともに現像領域９６を介して感光体１２に対向する現像ローラ４８と、第１の電源１２０と第２の電源１３０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第１の電界形成手段と、第２の電源１３０から構成され、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第２の電界形成手段とを備えた現像装置において、第１の検出ブロック１２５及び第２の検出ブロック１３５によってそれぞれ検出された第１の電源及び第２の電源に流れる電流に基づいて第２の電界形成手段の作動を制御する。
【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、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、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。これに対し、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】
しかしながら、前記ハイブリッド現像方式を有する現像装置においても、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変動した場合には濃度ムラを引き起こし得る。現像領域のギャップが所定値よりも大きい場合には現像ローラから静電潜像担持体に移動するトナー量が少なくなり、現像領域のギャップが所定値よりも小さい場合には現像ローラから静電潜像担持体に移動するトナー量が多くなり、静電潜像担持体上に形成された静電潜像が可視像化されたトナー像に現像領域のギャップ変動に起因する濃度ムラが生じ得る。
【００１０】
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、現像領域におけるギャップに変動が生じた場合においても、現像領域のギャップ変動による濃度ムラを抑制し、安定した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】
【００１１】
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、トナーとキャリアを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する第１の搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置において、前記第１の電源に流れる電流を検出する第１の検出ブロックと、前記第２の電源に流れる電流を検出する第２の検出ブロックと、前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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。
【００１２】
また、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第１の搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置の制御方法であって、前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とを検出し、検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る現像装置によれば、検出された第１の電源に流れる電流と検出された第２の電源に流れる電流とに基づいて、第２の電界形成手段の作動を制御することにより、第１の電源に流れる電流と第２の電源に流れる電流とから第２の搬送部材と静電潜像担持体との間に形成される第２の領域におけるギャップの変動を検出し、第２の領域におけるギャップ変動を検出すると、このギャップ変動に基づいて第２の電界形成手段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濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００１４】
また、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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る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】前記画像形成装置の現像装置と感光体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】第１のコンデンサの負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフである。
【図８】第２のコンデンサの負荷容量と第２の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】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る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。
【００１８】
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。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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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（第２の搬送部材）である現像ローラ４８が設けてある。現像ローラ４８は、円筒状の部材であり、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の現像ギャップ５０を介して、回転可能に配置されている。
【００２２】
現像ローラ４８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。
【００２３】
現像ローラ４８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（第１の搬送部材）である搬送ローラ５４が、現像ローラ４８と平行に且つ現像ローラ４８の外周面と所定の供給回収ギャップ５６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。
【００２４】
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、供給回収ギャップ５６の近傍にあるスリーブ６０の左側内周面部分に対向する磁極Ｎ１、スリーブ６０の下部内周面部分に対向する磁極Ｓ２、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Ｎ２，Ｎ３を含む。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、搬送ローラ５４と現像ローラ４８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と現像ローラ４８とが対向する領域（供給回収領域）８８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（供給領域）９０で、搬送ローラ５４に保持された現像剤２中のトナー６を現像ローラ４８に移動させ、供給回収領域８８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（回収領域）９２で、現像後に現像ローラ４８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と現像ローラ４８との間に所定の電界を形成するようになっている。
【００２８】
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４８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１２０と、現像ローラ４８に接続された第２の電源１３０とを有する。
【００２９】
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。第２の電源１３０は、現像ローラ４８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）を現像ローラ４８に印加し、第２の交流電源１３２は、現像ローラ４８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。また、搬送ローラ５４への印加電圧と現像ローラ４８への印加電圧とは位相がずれるように設定されている。なお、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４８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。
【００３０】
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、現像ローラ４８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と現像ローラ４８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９０では、負極性に帯電しているトナー６が搬送ローラ５４から現像ローラ４８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、現像ローラ４８に供給されることはない。また、現像領域９６では、現像ローラ４８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が印加された現像ローラ４８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。
【００３１】
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と、現像ローラ４８に接続された第２の電源１３０に流れる電流を検出する第２の検出ブロック１３５とが設けられている。検出ブロック１２５、１３５は、後述するように、電源１２０、１３０内において直流電源１２１、１３１と交流電源１２２、１３２との間に直列に接続された抵抗と、該抵抗と交流電源１２２、１３２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電源１２０、１３０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。
【００３２】
第１の検出ブロック１２５と第２の検出ブロック１３５とはそれぞれ、感光体１２、現像ローラ４８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に接続されており、制御ユニット２１は、第１の検出ブロック１２５及び第２の検出ブロック１３５によってそれぞれ検出される第１の電源１２０及び第２の電源１３０に流れる電流に基づいて、第１の電源１２０及び第２の電源１３０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、第１の検出ブロック１２５及び第２の検出ブロック１３５によってそれぞれ検出される第１の電源１２０及び第２の電源１３０に流れる電流に基づいて、現像領域９６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現像領域９６における負荷容量に基づいて、第１の電源１２０及び第２の電源１３０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。
【００３３】
ここで、現像領域９６における負荷容量について説明する。
図４は、前記画像形成装置の現像装置と感光体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、感光体１２と現像ギャップ５０を介して設けられた現像ローラ４８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、現像ローラ４８と供給回収ギャップ５６を介して設けられた搬送ローラ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が印加された場合が等価回路で表されている。
【００３４】
現像装置３４と感光体１２とで構成される回路の等価回路は、第１の電源１２０に、供給回収ギャップ５６を介して対向する搬送ローラ５４と現像ローラ４８とで構成される第１のコンデンサＣ１と、現像ギャップ５０を介して対向する現像ローラ４８と感光体１２とで構成される第２のコンデンサＣ２とが直列に接続されるとともに、第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間に第２の電源１３０が接続された回路として表される。
【００３５】
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については供給回収領域８８における搬送ローラ５４と現像ローラ４８との間の対向面積、第２のコンデンサＣ２については現像領域９６における現像ローラ４８と感光体１２との対向面積、ｄは厚み、本実施形態では第１のコンデンサＣ１については供給回収領域８８における供給回収ギャップ５６、第２のコンデンサＣ２については現像領域９６における現像ギャップ５０である。
【００３６】
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５６及び現像ギャップ５０に応じて変化し、供給回収ギャップ５６及び現像ギャップ５０が大きくなると小さくなり、供給回収ギャップ５６及び現像ギャップ５０が小さくなると大きくなるものである。
【００３７】
従って、前述した現像領域９６における負荷容量とは、現像領域９６を介して対向する現像ローラ４８と感光体１２とで構成されるコンデンサＣ２の負荷容量をいうものであり、該負荷容量は、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６のギャップ５０が大きくなると小さくなり、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６のギャップ５０が小さくなると大きくなるものである。また、後述する供給回収領域８８における負荷容量とは、供給回収領域８８を介して対向する搬送ローラ５４と現像ローラ４８とで構成されるコンデンサＣ１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４８との間に形成される供給回収領域８８のギャップ５６が大きくなると小さくなり、搬送ローラ５４と現像ローラ４８との間に形成される供給回収領域８８のギャップ５６が小さくなると大きくなるものである。
【００３８】
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４８と搬送ローラ５４はそれぞれ矢印７８、８０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。
【００３９】
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Ｎ３の近傍で、磁極Ｎ３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（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、現像ローラ４８と搬送ローラ５４が対向する領域８８に搬送される。
【００４０】
前述したように、供給回収領域８８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９０では、現像ローラ４８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４８に電気的に供給され、搬送ローラ５４から現像ローラ４８に移動する。
【００４１】
供給領域９０で現像ローラ４８に保持されたトナー６は、現像ローラ４８の回転と共に反時計回り方向に搬送され、現像領域９６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９６では、感光体１２と現像ローラ４８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。
【００４２】
一方、現像に供されることなく現像後に現像ローラ４８上に残留するトナー６は、現像ローラ４８の回転に従って矢印７８に示す方向に搬送され、供給回収領域８８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９２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とＮ３の対向領域（放出領域）９４に到達すると、磁極Ｎ２とＮ３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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６の現像ギャップ５０が変動した場合には現像領域９６のギャップ変動に起因する濃度ムラが生じ得るが、本実施形態に係る現像装置３４では、第１の電源１２０に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とを検出し、検出された第１の電源１２０に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とに基づいて、第２の電源１３０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に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とに基づいて、現像領域９６における負荷容量を算出し、算出された現像領域９６における負荷容量に基づいて、第２の電源１３０の作動を制御することで、かかる問題を回避する。
【００５９】
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に流れる電流及び第２の電源１３０に流れる電流の検出方法、現像領域９６における負荷容量の算出方法及び第２の電源１３０の作動制御について説明する。
【００６０】
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を介して現像ローラ４８がグランド１１６に接続されている。
【００６１】
そして、この現像装置３４と感光体１２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に、供給回収ギャップ５６を介して対向する搬送ローラ５４と現像ローラ４８とで構成される第１のコンデンサＣ１と、現像ギャップ５０を介して対向する現像ローラ４８と感光体１２とで構成される第２のコンデンサＣ２とが直列に接続されるとともに、第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間に第２の電源１３０が接続された回路として表される。
【００６２】
先ず、第１の電源１２０に流れる電流及び第２の電源１３０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第１の検出ブロック１２５のモニタ電圧の検出値が示されている。
【００６３】
図５に示すように、第１の検出ブロック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Ｒ１と、該抵抗Ｒ１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（第１のモニタ電圧）１２５ａとを備えており、該モニタ電圧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。
【００６４】
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では、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＋（Ｒ１×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−（Ｒ１×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Ｒ１とから検出することができる。このようにして、第１の検出ブロック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。
【００６５】
第２の検出ブロック１３５についても同様に、第２の検出ブロック１３５は、第２の電源１３０内において第２の直流電源１３１と第２の交流電源１３２との間に直列に接続された抵抗Ｒ２と、該抵抗Ｒ２と第２の交流電源１３２との間の所定位置の電圧を検出するモニタ電圧（第２のモニタ電圧）１３５ａとを備えており、該モニタ電圧１３５ａによって検出される電圧から第２の電源１３０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。
【００６６】
次に、現像領域９６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。
現像領域９６における負荷容量を算出するに際し、第１の検出ブロック１２５によって検出される電流に基づいて、該電流と第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１とから第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧を検出するとともに、第２の検出ブロック１３５によって検出される電流に基づいて、該電流と第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２とから第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧を検出し、供給回収領域８８における負荷容量と第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧の振幅との関係、及び、現像領域９６における負荷容量と第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧の振幅との関係を調べた。
【００６７】
本実施形態では、第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧の振幅及び第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧の振幅はそれぞれ、第１のモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅及び第２のモニタ電圧１３５ａ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８８における負荷容量と第１の検出ブロックのモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅との関係、及び、現像領域９６における負荷容量と第２の検出ブロック１３５のモニタ電圧１３５ａによって検出される電圧の振幅との関係を調べた。
【００６８】
具体的には、図４に示すように、第１の電源１２０に所定の負荷容量を有する供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１と所定の負荷容量を有する現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２とを直列に接続するとともに第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間に第２の電源１３０を接続し、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、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１の検出ブロック１２５のモニタ電圧の振幅との関係、及び、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２の検出ブロック１３５のモニタ電圧の振幅との関係を調べた。
【００６９】
第１のコンデンサＣ１として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるものを用い、第１のコンデンサＣ１として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるものを用いた場合についてそれぞれ、第２のコンデンサＣ２として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるものを用いて調べた。
【００７０】
図７は、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフであり、図７では、第１のコンデンサＣ１の負荷容量を横軸にとり、第１のモニタ電圧の振幅を縦軸にとって表している。なお、図７では、第２のコンデンサＣ２の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦである場合をそれぞれ□印、○印、△印として表している。
【００７１】
図７に示すように、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦである場合、負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦの何れの第２のコンデンサＣ２を用いても、第１のモニタ電圧の振幅が略一定であることが分かる。第１のコンデンサＣ１の負荷容量が１００、２００ｐＦである場合においても、負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦの何れの第２のコンデンサＣ２を用いても、第１のモニタ電圧の振幅が略一定であることが分かる。これらの結果から、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係は、第２のコンデンサＣ２の負荷容量に実質的に依存しないことが分かる。
【００７２】
また、図７において実線で示すように、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅とが略比例関係を有しており、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が大きくなるにつれて第１のモニタ電圧の振幅が大きくなることが分かる。したがって、図４に示す等価回路で表される現像装置３４では、供給回収領域８８における負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係が、図７において実線で示すグラフで表されることが分かる。これにより、現像装置３４では、図７において実線で示すグラフに基づいて、第１のモニタ電圧の振幅から供給回収領域８８における負荷容量を算出することができる。
【００７３】
図８は、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフであり、図８では、第２のコンデンサＣ２の負荷容量を横軸にとり、第２のモニタ電圧の振幅を縦軸にとって表している。なお、図８では、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦである場合をそれぞれ△印、○印、□印として表している。
【００７４】
図８において破線で示すように、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦである場合、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅が略比例関係を有しており、第２のコンデンサＣ２の負荷容量が大きくなるにつれて第２のモニタ電圧の振幅が大きくなることが分かる。第１のコンデンサＣ１の負荷容量が１００ｐＦ、２００ｐＦである場合においても、図８において一点鎖線、二点鎖線でそれぞれ示すように、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅が略比例関係を有しており、第２のコンデンサＣ２の負荷容量が大きくなるにつれて第２のモニタ電圧の振幅が大きくなることが分かる。
【００７５】
また、図８に示すように、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅とは、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦの何れにおいても略一定の傾きを有しており、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が大きくなるにつれて上方向に移動することが分かる。したがって、図４に示す等価回路で表される現像装置３４では、現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係が、図８において破線、一点鎖線及び二点鎖線で示されるグラフと同じ傾きを有し、供給回収領域８８における負荷容量に応じて上下方向に移動するグラフとして表されることが分かる。これにより、現像装置３４では、図８に示されるような供給回収領域８８における負荷容量に応じたグラフに基づいて、第２のモニタ電圧の振幅から現像領域９６における負荷容量を算出することができる。
【００７６】
したがって、現像装置３４では、例えば非画像形成時に、第１の検出ブロック１２５によって第１の電源１２０に流れる電流を検出するとともに第２の検出ブロック１３５によって第２の電源１３０に流れる電流を検出し、第１の電源１２０に流れる電流から第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧を検出するとともに第２の電源１３０に流れる電流から第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧を検出する。そして、検出された第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧の振幅から、本実施形態では第１の検出ブロック１２５の第１のモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅から、供給回収領域８８における負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係に基づいて、供給回収領域８８における負荷容量を算出することができる。
【００７７】
次に、算出された供給回収領域８８における負荷容量から、現像領域９６における負荷容量と第２の検出ブロックの抵抗Ｒ２前後における電圧の振幅との関係が算出され、本実施形態では現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係が算出され、第１の検出ブロック１２５の第１のモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅から、算出された供給回収領域８８における負荷容量に応じた現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係に基づいて、現像領域９６における負荷容量を算出することができる。
【００７８】
現像領域９６における負荷容量の算出について、第１の検出ブロック１２５のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６２．５Ｖであり、第２の検出ブロック１３５のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６５Ｖである場合を一例として具体的に説明する。
【００７９】
現像装置３４において、第１の検出ブロック１２５によって検出される第１のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６２．５Ｖである場合、図７に示す供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係に基づいて、供給回収領域８８における負荷容量は１１９．１６ｐＦであると算出される。この算出された供給回収領域８８における負荷容量から、図８において実線で示すように、供給回収領域８８における負荷容量が１１９．１６ｐＦである場合について現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフが算出される。
【００８０】
第２の検出ブロック１３５によって検出される第２のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６５Ｖであることから、図８において実線で示す供給回収領域８８における負荷容量が１１９．１６ｐＦである場合について第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフに基づいて、現像領域９６における負荷容量が６６ｐＦであると算出される。
【００８１】
このようにして、現像装置３４では、供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係とともに、現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を予め算出しておくことで、第１のモニタ電圧の振幅と第２のモニタ電圧の振幅とから現像領域９６における負荷容量を算出することができる。
【００８２】
制御ユニット２１には、供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係と、現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係が予め記憶されており、制御ユニット２１は、負荷容量算出部２１ｂにおいて第１のモニタ電圧の振幅及び第２のモニタ電圧の振幅に基づいて現像領域９６における負荷容量を算出することができるようになっている。
【００８３】
また、制御ユニット２１は、画像形成時に、現像領域９６における負荷容量が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及び第２の電源１３０の作動を制御しているが、例えば所定枚数毎などの非画像形成時に、負荷容量算出部２１ｂによって、第１のモニタ電圧の振幅及び第２のモニタ電圧の振幅に基づいて現像領域９６における負荷容量を算出し、電界制御部２１ａによって、現像領域９６における負荷容量が前記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、現像領域９６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２の電源１３０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。
【００８４】
制御ユニット２１は、現像領域９６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、現像領域９６における負荷容量が所定値より大きいと判定すると、現像ローラ４８から感光体１２へ移動するトナー量を少なくするように第２の電源１３０の作動を制御する。好ましくは、第２の電源１３０の第２の交流電圧ＶＡＣ２の振幅Ｖｐ−ｐを小さくするように第２の電源１３０の作動を制御する。これにより、現像装置３４では、現像領域９６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現像領域９６における現像ギャップ５０が小さくなった場合に、現像ローラ４８から感光体１２に移動するトナー量を少なくすることができ、トナー像の濃度が上昇することを抑制することができる。
【００８５】
一方、制御ユニット２１は、現像領域９６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、現像領域９６における負荷容量が所定値より小さいと判定すると、現像ローラ４８から感光体１２へ移動するトナー量を多くするように第２の電源１３０の作動を制御する。好ましくは、第２の電源１３０の第２の交流電圧ＶＡＣ２の振幅ＶＰ−Ｐを大きくするように第２の電源１３０の作動を制御する。これにより、現像装置３４では、現像領域９６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現像領域９６における現像ギャップ５０が大きくなった場合に、現像ローラ４８から感光体１２に移動するトナー量を多くすることができ、トナー像の濃度が低下することを抑制することができる。
【００８６】
このようにして、本実施形態に係る現像装置３４では、現像領域９６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２の電源１３０の作動をフィードバック制御することにより、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６における現像ギャップ５０に変動が生じた場合においても、トナー像の濃度を略一定にすることができ、現像領域９６におけるギャップ変動による濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００８７】
また、現像装置３４では、現像領域９６における負荷容量は温度や湿度などの環境条件や印刷枚数などの耐久条件によっても影響することから、供給回収領域８８における負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係をさらに環境条件や耐久条件に応じて算出するようにするとともに、現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係についてもさらに環境条件や耐久条件に応じて算出するようにすることで、現像領域９６における負荷容量をより精度良く算出することができる。
【００８８】
画像形成装置１において、温度を測定する温度センサや湿度を測定する湿度センサなどの環境条件を検出するための環境条件検出手段としての環境条件検出装置（不図示）や印刷枚数をカウントするカウンタなどの耐久条件検出手段としての耐久条件検出装置（不図示）を設け、制御ユニット２１が、第１の電源１２０に流れる電流及び第２の電源に流れる電流に加え、これら環境条件検出装置や耐久条件検出装置からの入力情報に基づいて現像領域９６における負荷容量を算出し、この算出された現像領域９６における負荷容量に基づいて第２の電源１３０の作動をフィードバック制御するようにしてもよい。これにより、現像ギャップ５０のギャップ変動に起因する濃度ムラをさらに精度良く抑制し、より安定した現像を行うことができる。
【００８９】
このように、現像装置３４において、現像領域９６における負荷容量に基づいて第２の電源１３０の作動をフィードバック制御する場合には、制御ユニット２１によって、具体的には電界制御部２１ａによって、第２の電源１３０の作動を制御するとともに、フィードバック制御の前後において搬送ローラ５４と現像ローラ４８との間に形成される電界を略一定にするように第１の電源１２０の作動を制御することが好ましい。これにより、搬送ローラ５４から現像ローラ４８へ移動するトナー量を略一定にすることができ、安定した現像を行うことができる。
【００９０】
以上のように、本実施形態においては、検出された第１の電源１２０に流れる電流と検出された第２の電源１３０に流れる電流とに基づいて、第２の電源１３０の作動を制御する。これにより、第１の電源１２０に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とから現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６におけるギャップの変動を検出し、現像領域９６におけるギャップ変動を検出すると、このギャップ変動に基づいて第２の電界形成手段１３０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濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００９１】
本実施形態では、第１の電源１２０から搬送ローラ５４に第１の直流電圧ＶＤＣ１に第１の交流電圧ＶＡＣ１を重畳した振動電圧ＶＤＣ１＋ＶＡＣ１を印加し、第２の電源１３０から現像ローラ４８に第２の直流電圧ＶＤＣ２に第２の交流電圧ＶＡＣ２を重畳した振動電圧ＶＤＣ２＋ＶＡＣ２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８８において搬送ローラ５４から現像ローラ４８へのトナー供給が可能であれば、第１の電源１２０から搬送ローラ５４に直流電圧及び振動電圧の何れかを印加し、第２の電源１３０から現像ローラ４８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の電源に流れる電流と第２の電源に流れる電流とに基づいて、現像領域９６における負荷容量を算出し、算出される現像領域９６における負荷容量に基づいて第２の電源１３０の作動を制御することで、現像領域９６におけるギャップ変動による濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００９２】
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】
【００９３】
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
４８ 現像ローラ
５０ 現像ギャップ
５４ 搬送ローラ
５６ 供給回収ギャップ
８８ 供給回収領域
９６ 現像領域
１１０ 電界形成装置
１２０ 第１の電源
１２５ 第１の検出ブロック
１３０ 第２の電源
１３５ 第２の検出ブロック
Ｃ１ 第１のコンデンサ
Ｃ２ 第２のコンデンサ
【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、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、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。これに対し、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】
しかしながら、前記ハイブリッド現像方式を有する現像装置においても、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変動した場合には濃度ムラを引き起こし得る。現像領域のギャップが所定値よりも大きい場合には現像ローラから静電潜像担持体に移動するトナー量が少なくなり、現像領域のギャップが所定値よりも小さい場合には現像ローラから静電潜像担持体に移動するトナー量が多くなり、静電潜像担持体上に形成された静電潜像が可視像化されたトナー像に現像領域のギャップ変動に起因する濃度ムラが生じ得る。
【００１０】
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、現像領域におけるギャップに変動が生じた場合においても、現像領域のギャップ変動による濃度ムラを抑制し、安定した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】
【００１１】
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、トナーとキャリアを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する第１の搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置において、前記第１の電源に流れる電流を検出する第１の検出ブロックと、前記第２の電源に流れる電流を検出する第２の検出ブロックと、前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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。
【００１２】
また、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第１の搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置の制御方法であって、前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とを検出し、検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る現像装置によれば、検出された第１の電源に流れる電流と検出された第２の電源に流れる電流とに基づいて、第２の電界形成手段の作動を制御することにより、第１の電源に流れる電流と第２の電源に流れる電流とから第２の搬送部材と静電潜像担持体との間に形成される第２の領域におけるギャップの変動を検出し、第２の領域におけるギャップ変動を検出すると、このギャップ変動に基づいて第２の電界形成手段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濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００１４】
また、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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る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】前記画像形成装置の現像装置と感光体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】第１のコンデンサの負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフである。
【図８】第２のコンデンサの負荷容量と第２の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】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る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。
【００１８】
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。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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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（第２の搬送部材）である現像ローラ４８が設けてある。現像ローラ４８は、円筒状の部材であり、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の現像ギャップ５０を介して、回転可能に配置されている。
【００２２】
現像ローラ４８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。
【００２３】
現像ローラ４８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（第１の搬送部材）である搬送ローラ５４が、現像ローラ４８と平行に且つ現像ローラ４８の外周面と所定の供給回収ギャップ５６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。
【００２４】
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、供給回収ギャップ５６の近傍にあるスリーブ６０の左側内周面部分に対向する磁極Ｎ１、スリーブ６０の下部内周面部分に対向する磁極Ｓ２、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Ｎ２，Ｎ３を含む。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、搬送ローラ５４と現像ローラ４８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と現像ローラ４８とが対向する領域（供給回収領域）８８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（供給領域）９０で、搬送ローラ５４に保持された現像剤２中のトナー６を現像ローラ４８に移動させ、供給回収領域８８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（回収領域）９２で、現像後に現像ローラ４８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と現像ローラ４８との間に所定の電界を形成するようになっている。
【００２８】
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４８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１２０と、現像ローラ４８に接続された第２の電源１３０とを有する。
【００２９】
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。第２の電源１３０は、現像ローラ４８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）を現像ローラ４８に印加し、第２の交流電源１３２は、現像ローラ４８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。また、搬送ローラ５４への印加電圧と現像ローラ４８への印加電圧とは位相がずれるように設定されている。なお、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４８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。
【００３０】
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、現像ローラ４８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と現像ローラ４８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９０では、負極性に帯電しているトナー６が搬送ローラ５４から現像ローラ４８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、現像ローラ４８に供給されることはない。また、現像領域９６では、現像ローラ４８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が印加された現像ローラ４８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。
【００３１】
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と、現像ローラ４８に接続された第２の電源１３０に流れる電流を検出する第２の検出ブロック１３５とが設けられている。検出ブロック１２５、１３５は、後述するように、電源１２０、１３０内において直流電源１２１、１３１と交流電源１２２、１３２との間に直列に接続された抵抗と、該抵抗と交流電源１２２、１３２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電源１２０、１３０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。
【００３２】
第１の検出ブロック１２５と第２の検出ブロック１３５とはそれぞれ、感光体１２、現像ローラ４８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に接続されており、制御ユニット２１は、第１の検出ブロック１２５及び第２の検出ブロック１３５によってそれぞれ検出される第１の電源１２０及び第２の電源１３０に流れる電流に基づいて、第１の電源１２０及び第２の電源１３０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、第１の検出ブロック１２５及び第２の検出ブロック１３５によってそれぞれ検出される第１の電源１２０及び第２の電源１３０に流れる電流に基づいて、現像領域９６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現像領域９６における負荷容量に基づいて、第１の電源１２０及び第２の電源１３０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。
【００３３】
ここで、現像領域９６における負荷容量について説明する。
図４は、前記画像形成装置の現像装置と感光体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、感光体１２と現像ギャップ５０を介して設けられた現像ローラ４８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、現像ローラ４８と供給回収ギャップ５６を介して設けられた搬送ローラ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が印加された場合が等価回路で表されている。
【００３４】
現像装置３４と感光体１２とで構成される回路の等価回路は、第１の電源１２０に、供給回収ギャップ５６を介して対向する搬送ローラ５４と現像ローラ４８とで構成される第１のコンデンサＣ１と、現像ギャップ５０を介して対向する現像ローラ４８と感光体１２とで構成される第２のコンデンサＣ２とが直列に接続されるとともに、第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間に第２の電源１３０が接続された回路として表される。
【００３５】
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については供給回収領域８８における搬送ローラ５４と現像ローラ４８との間の対向面積、第２のコンデンサＣ２については現像領域９６における現像ローラ４８と感光体１２との対向面積、ｄは厚み、本実施形態では第１のコンデンサＣ１については供給回収領域８８における供給回収ギャップ５６、第２のコンデンサＣ２については現像領域９６における現像ギャップ５０である。
【００３６】
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５６及び現像ギャップ５０に応じて変化し、供給回収ギャップ５６及び現像ギャップ５０が大きくなると小さくなり、供給回収ギャップ５６及び現像ギャップ５０が小さくなると大きくなるものである。
【００３７】
従って、前述した現像領域９６における負荷容量とは、現像領域９６を介して対向する現像ローラ４８と感光体１２とで構成されるコンデンサＣ２の負荷容量をいうものであり、該負荷容量は、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６のギャップ５０が大きくなると小さくなり、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６のギャップ５０が小さくなると大きくなるものである。また、後述する供給回収領域８８における負荷容量とは、供給回収領域８８を介して対向する搬送ローラ５４と現像ローラ４８とで構成されるコンデンサＣ１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４８との間に形成される供給回収領域８８のギャップ５６が大きくなると小さくなり、搬送ローラ５４と現像ローラ４８との間に形成される供給回収領域８８のギャップ５６が小さくなると大きくなるものである。
【００３８】
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４８と搬送ローラ５４はそれぞれ矢印７８、８０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。
【００３９】
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Ｎ３の近傍で、磁極Ｎ３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（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、現像ローラ４８と搬送ローラ５４が対向する領域８８に搬送される。
【００４０】
前述したように、供給回収領域８８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９０では、現像ローラ４８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４８に電気的に供給され、搬送ローラ５４から現像ローラ４８に移動する。
【００４１】
供給領域９０で現像ローラ４８に保持されたトナー６は、現像ローラ４８の回転と共に反時計回り方向に搬送され、現像領域９６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９６では、感光体１２と現像ローラ４８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。
【００４２】
一方、現像に供されることなく現像後に現像ローラ４８上に残留するトナー６は、現像ローラ４８の回転に従って矢印７８に示す方向に搬送され、供給回収領域８８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９２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とＮ３の対向領域（放出領域）９４に到達すると、磁極Ｎ２とＮ３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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６の現像ギャップ５０が変動した場合には現像領域９６のギャップ変動に起因する濃度ムラが生じ得るが、本実施形態に係る現像装置３４では、第１の電源１２０に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とを検出し、検出された第１の電源１２０に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とに基づいて、第２の電源１３０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に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とに基づいて、現像領域９６における負荷容量を算出し、算出された現像領域９６における負荷容量に基づいて、第２の電源１３０の作動を制御することで、かかる問題を回避する。
【００５９】
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に流れる電流及び第２の電源１３０に流れる電流の検出方法、現像領域９６における負荷容量の算出方法及び第２の電源１３０の作動制御について説明する。
【００６０】
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を介して現像ローラ４８がグランド１１６に接続されている。
【００６１】
そして、この現像装置３４と感光体１２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に、供給回収ギャップ５６を介して対向する搬送ローラ５４と現像ローラ４８とで構成される第１のコンデンサＣ１と、現像ギャップ５０を介して対向する現像ローラ４８と感光体１２とで構成される第２のコンデンサＣ２とが直列に接続されるとともに、第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間に第２の電源１３０が接続された回路として表される。
【００６２】
先ず、第１の電源１２０に流れる電流及び第２の電源１３０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第１の検出ブロック１２５のモニタ電圧の検出値が示されている。
【００６３】
図５に示すように、第１の検出ブロック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Ｒ１と、該抵抗Ｒ１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（第１のモニタ電圧）１２５ａとを備えており、該モニタ電圧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。
【００６４】
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では、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＋（Ｒ１×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−（Ｒ１×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Ｒ１とから検出することができる。このようにして、第１の検出ブロック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。
【００６５】
第２の検出ブロック１３５についても同様に、第２の検出ブロック１３５は、第２の電源１３０内において第２の直流電源１３１と第２の交流電源１３２との間に直列に接続された抵抗Ｒ２と、該抵抗Ｒ２と第２の交流電源１３２との間の所定位置の電圧を検出するモニタ電圧（第２のモニタ電圧）１３５ａとを備えており、該モニタ電圧１３５ａによって検出される電圧から第２の電源１３０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。
【００６６】
次に、現像領域９６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。
現像領域９６における負荷容量を算出するに際し、第１の検出ブロック１２５によって検出される電流に基づいて、該電流と第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１とから第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧を検出するとともに、第２の検出ブロック１３５によって検出される電流に基づいて、該電流と第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２とから第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧を検出し、供給回収領域８８における負荷容量と第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧の振幅との関係、及び、現像領域９６における負荷容量と第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧の振幅との関係を調べた。
【００６７】
本実施形態では、第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧の振幅及び第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧の振幅はそれぞれ、第１のモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅及び第２のモニタ電圧１３５ａ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８８における負荷容量と第１の検出ブロックのモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅との関係、及び、現像領域９６における負荷容量と第２の検出ブロック１３５のモニタ電圧１３５ａによって検出される電圧の振幅との関係を調べた。
【００６８】
具体的には、図４に示すように、第１の電源１２０に所定の負荷容量を有する供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１と所定の負荷容量を有する現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２とを直列に接続するとともに第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間に第２の電源１３０を接続し、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、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１の検出ブロック１２５のモニタ電圧の振幅との関係、及び、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２の検出ブロック１３５のモニタ電圧の振幅との関係を調べた。
【００６９】
第１のコンデンサＣ１として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるものを用い、第１のコンデンサＣ１として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるものを用いた場合についてそれぞれ、第２のコンデンサＣ２として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるものを用いて調べた。
【００７０】
図７は、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフであり、図７では、第１のコンデンサＣ１の負荷容量を横軸にとり、第１のモニタ電圧の振幅を縦軸にとって表している。なお、図７では、第２のコンデンサＣ２の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦである場合をそれぞれ□印、○印、△印として表している。
【００７１】
図７に示すように、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦである場合、負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦの何れの第２のコンデンサＣ２を用いても、第１のモニタ電圧の振幅が略一定であることが分かる。第１のコンデンサＣ１の負荷容量が１００、２００ｐＦである場合においても、負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦの何れの第２のコンデンサＣ２を用いても、第１のモニタ電圧の振幅が略一定であることが分かる。これらの結果から、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係は、第２のコンデンサＣ２の負荷容量に実質的に依存しないことが分かる。
【００７２】
また、図７において実線で示すように、第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅とが略比例関係を有しており、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が大きくなるにつれて第１のモニタ電圧の振幅が大きくなることが分かる。したがって、図４に示す等価回路で表される現像装置３４では、供給回収領域８８における負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係が、図７において実線で示すグラフで表されることが分かる。これにより、現像装置３４では、図７において実線で示すグラフに基づいて、第１のモニタ電圧の振幅から供給回収領域８８における負荷容量を算出することができる。
【００７３】
図８は、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフであり、図８では、第２のコンデンサＣ２の負荷容量を横軸にとり、第２のモニタ電圧の振幅を縦軸にとって表している。なお、図８では、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦである場合をそれぞれ△印、○印、□印として表している。
【００７４】
図８において破線で示すように、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦである場合、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅が略比例関係を有しており、第２のコンデンサＣ２の負荷容量が大きくなるにつれて第２のモニタ電圧の振幅が大きくなることが分かる。第１のコンデンサＣ１の負荷容量が１００ｐＦ、２００ｐＦである場合においても、図８において一点鎖線、二点鎖線でそれぞれ示すように、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅が略比例関係を有しており、第２のコンデンサＣ２の負荷容量が大きくなるにつれて第２のモニタ電圧の振幅が大きくなることが分かる。
【００７５】
また、図８に示すように、第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅とは、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦの何れにおいても略一定の傾きを有しており、第１のコンデンサＣ１の負荷容量が大きくなるにつれて上方向に移動することが分かる。したがって、図４に示す等価回路で表される現像装置３４では、現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係が、図８において破線、一点鎖線及び二点鎖線で示されるグラフと同じ傾きを有し、供給回収領域８８における負荷容量に応じて上下方向に移動するグラフとして表されることが分かる。これにより、現像装置３４では、図８に示されるような供給回収領域８８における負荷容量に応じたグラフに基づいて、第２のモニタ電圧の振幅から現像領域９６における負荷容量を算出することができる。
【００７６】
したがって、現像装置３４では、例えば非画像形成時に、第１の検出ブロック１２５によって第１の電源１２０に流れる電流を検出するとともに第２の検出ブロック１３５によって第２の電源１３０に流れる電流を検出し、第１の電源１２０に流れる電流から第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧を検出するとともに第２の電源１３０に流れる電流から第２の検出ブロック１３５の抵抗Ｒ２前後における電圧を検出する。そして、検出された第１の検出ブロック１２５の抵抗Ｒ１前後における電圧の振幅から、本実施形態では第１の検出ブロック１２５の第１のモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅から、供給回収領域８８における負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係に基づいて、供給回収領域８８における負荷容量を算出することができる。
【００７７】
次に、算出された供給回収領域８８における負荷容量から、現像領域９６における負荷容量と第２の検出ブロックの抵抗Ｒ２前後における電圧の振幅との関係が算出され、本実施形態では現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係が算出され、第１の検出ブロック１２５の第１のモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅から、算出された供給回収領域８８における負荷容量に応じた現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係に基づいて、現像領域９６における負荷容量を算出することができる。
【００７８】
現像領域９６における負荷容量の算出について、第１の検出ブロック１２５のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６２．５Ｖであり、第２の検出ブロック１３５のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６５Ｖである場合を一例として具体的に説明する。
【００７９】
現像装置３４において、第１の検出ブロック１２５によって検出される第１のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６２．５Ｖである場合、図７に示す供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係に基づいて、供給回収領域８８における負荷容量は１１９．１６ｐＦであると算出される。この算出された供給回収領域８８における負荷容量から、図８において実線で示すように、供給回収領域８８における負荷容量が１１９．１６ｐＦである場合について現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフが算出される。
【００８０】
第２の検出ブロック１３５によって検出される第２のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６５Ｖであることから、図８において実線で示す供給回収領域８８における負荷容量が１１９．１６ｐＦである場合について第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフに基づいて、現像領域９６における負荷容量が６６ｐＦであると算出される。
【００８１】
このようにして、現像装置３４では、供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係とともに、現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係を予め算出しておくことで、第１のモニタ電圧の振幅と第２のモニタ電圧の振幅とから現像領域９６における負荷容量を算出することができる。
【００８２】
制御ユニット２１には、供給回収領域８８を模擬した第１のコンデンサＣ１の負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係と、現像領域９６を模擬した第２のコンデンサＣ２の負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係が予め記憶されており、制御ユニット２１は、負荷容量算出部２１ｂにおいて第１のモニタ電圧の振幅及び第２のモニタ電圧の振幅に基づいて現像領域９６における負荷容量を算出することができるようになっている。
【００８３】
また、制御ユニット２１は、画像形成時に、現像領域９６における負荷容量が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及び第２の電源１３０の作動を制御しているが、例えば所定枚数毎などの非画像形成時に、負荷容量算出部２１ｂによって、第１のモニタ電圧の振幅及び第２のモニタ電圧の振幅に基づいて現像領域９６における負荷容量を算出し、電界制御部２１ａによって、現像領域９６における負荷容量が前記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、現像領域９６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２の電源１３０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。
【００８４】
制御ユニット２１は、現像領域９６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、現像領域９６における負荷容量が所定値より大きいと判定すると、現像ローラ４８から感光体１２へ移動するトナー量を少なくするように第２の電源１３０の作動を制御する。好ましくは、第２の電源１３０の第２の交流電圧ＶＡＣ２の振幅Ｖｐ−ｐを小さくするように第２の電源１３０の作動を制御する。これにより、現像装置３４では、現像領域９６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現像領域９６における現像ギャップ５０が小さくなった場合に、現像ローラ４８から感光体１２に移動するトナー量を少なくすることができ、トナー像の濃度が上昇することを抑制することができる。
【００８５】
一方、制御ユニット２１は、現像領域９６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、現像領域９６における負荷容量が所定値より小さいと判定すると、現像ローラ４８から感光体１２へ移動するトナー量を多くするように第２の電源１３０の作動を制御する。好ましくは、第２の電源１３０の第２の交流電圧ＶＡＣ２の振幅ＶＰ−Ｐを大きくするように第２の電源１３０の作動を制御する。これにより、現像装置３４では、現像領域９６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現像領域９６における現像ギャップ５０が大きくなった場合に、現像ローラ４８から感光体１２に移動するトナー量を多くすることができ、トナー像の濃度が低下することを抑制することができる。
【００８６】
このようにして、本実施形態に係る現像装置３４では、現像領域９６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２の電源１３０の作動をフィードバック制御することにより、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６における現像ギャップ５０に変動が生じた場合においても、トナー像の濃度を略一定にすることができ、現像領域９６におけるギャップ変動による濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００８７】
また、現像装置３４では、現像領域９６における負荷容量は温度や湿度などの環境条件や印刷枚数などの耐久条件によっても影響することから、供給回収領域８８における負荷容量と第１のモニタ電圧の振幅との関係をさらに環境条件や耐久条件に応じて算出するようにするとともに、現像領域９６における負荷容量と第２のモニタ電圧の振幅との関係についてもさらに環境条件や耐久条件に応じて算出するようにすることで、現像領域９６における負荷容量をより精度良く算出することができる。
【００８８】
画像形成装置１において、温度を測定する温度センサや湿度を測定する湿度センサなどの環境条件を検出するための環境条件検出手段としての環境条件検出装置（不図示）や印刷枚数をカウントするカウンタなどの耐久条件検出手段としての耐久条件検出装置（不図示）を設け、制御ユニット２１が、第１の電源１２０に流れる電流及び第２の電源に流れる電流に加え、これら環境条件検出装置や耐久条件検出装置からの入力情報に基づいて現像領域９６における負荷容量を算出し、この算出された現像領域９６における負荷容量に基づいて第２の電源１３０の作動をフィードバック制御するようにしてもよい。これにより、現像ギャップ５０のギャップ変動に起因する濃度ムラをさらに精度良く抑制し、より安定した現像を行うことができる。
【００８９】
このように、現像装置３４において、現像領域９６における負荷容量に基づいて第２の電源１３０の作動をフィードバック制御する場合には、制御ユニット２１によって、具体的には電界制御部２１ａによって、第２の電源１３０の作動を制御するとともに、フィードバック制御の前後において搬送ローラ５４と現像ローラ４８との間に形成される電界を略一定にするように第１の電源１２０の作動を制御することが好ましい。これにより、搬送ローラ５４から現像ローラ４８へ移動するトナー量を略一定にすることができ、安定した現像を行うことができる。
【００９０】
以上のように、本実施形態においては、検出された第１の電源１２０に流れる電流と検出された第２の電源１３０に流れる電流とに基づいて、第２の電源１３０の作動を制御する。これにより、第１の電源１２０に流れる電流と第２の電源１３０に流れる電流とから現像ローラ４８と感光体１２との間に形成される現像領域９６におけるギャップの変動を検出し、現像領域９６におけるギャップ変動を検出すると、このギャップ変動に基づいて第２の電界形成手段１３０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濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００９１】
本実施形態では、第１の電源１２０から搬送ローラ５４に第１の直流電圧ＶＤＣ１に第１の交流電圧ＶＡＣ１を重畳した振動電圧ＶＤＣ１＋ＶＡＣ１を印加し、第２の電源１３０から現像ローラ４８に第２の直流電圧ＶＤＣ２に第２の交流電圧ＶＡＣ２を重畳した振動電圧ＶＤＣ２＋ＶＡＣ２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８８において搬送ローラ５４から現像ローラ４８へのトナー供給が可能であれば、第１の電源１２０から搬送ローラ５４に直流電圧及び振動電圧の何れかを印加し、第２の電源１３０から現像ローラ４８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の電源に流れる電流と第２の電源に流れる電流とに基づいて、現像領域９６における負荷容量を算出し、算出される現像領域９６における負荷容量に基づいて第２の電源１３０の作動を制御することで、現像領域９６におけるギャップ変動による濃度ムラを抑制することができ、安定した現像を行うことができる。
【００９２】
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】
【００９３】
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
４８ 現像ローラ
５０ 現像ギャップ
５４ 搬送ローラ
５６ 供給回収ギャップ
８８ 供給回収領域
９６ 現像領域
１１０ 電界形成装置
１２０ 第１の電源
１２５ 第１の検出ブロック
１３０ 第２の電源
１３５ 第２の検出ブロック
Ｃ１ 第１のコンデンサ
Ｃ２ 第２のコンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動され、トナーとキャリアを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する第１の搬送部材と、
回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、
前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、
前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置において、
前記第１の電源に流れる電流を検出する第１の検出ブロックと、
前記第２の電源に流れる電流を検出する第２の検出ブロックと、
前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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】
前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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第２の領域における負荷容量に基づいて、前記第２の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】
前記負荷容量算出手段は、前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とさらに、環境条件及び耐久条件の少なくとも何れか一方の条件とに基づいて、前記第２の領域における負荷容量を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電界制御手段は、前記第２の電界形成手段の作動を制御するとともに、前記第１の電界を略一定にするように前記第１の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１〜３の何れか一に記載の現像装置。
【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第１の搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置の制御方法であって、
前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とを検出し、検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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】
検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の領域における負荷容量を算出し、算出された前記第２の領域における負荷容量に基づいて、前記第２の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】
検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とさらに、環境条件及び耐久条件の少なくとも何れか一方の条件とに基づいて、前記第２の領域における負荷容量を算出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置の制御方法。
【請求項８】
前記第２の電界形成手段の作動を制御するとともに、前記第１の電界を略一定とするように前記第１の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５〜７の何れか一に記載の現像装置の制御方法。
【請求項１】
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第１の搬送部材と、
回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、
前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、
前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置において、
前記第１の電源に流れる電流を検出する第１の検出ブロックと、
前記第２の電源に流れる電流を検出する第２の検出ブロックと、
前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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】
前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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第２の領域における負荷容量に基づいて、前記第２の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】
前記負荷容量算出手段は、前記第１の検出ブロックによって検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の検出ブロックによって検出された前記第２の電源に流れる電流とさらに、環境条件及び耐久条件の少なくとも何れか一方の条件とに基づいて、前記第２の領域における負荷容量を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電界制御手段は、前記第２の電界形成手段の作動を制御するとともに、前記第１の電界を略一定にするように前記第１の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１〜３の何れか一に記載の現像装置。
【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第１の搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記第１の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する第２の搬送部材と、前記第１の搬送部材に接続される第１の電源と前記第２の搬送部材に接続される第２の電源とから構成され、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記第１の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の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第２の搬送部材に接続される前記第２の電源から構成され、前記第２の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２の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て前記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、を備えた現像装置の制御方法であって、
前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とを検出し、検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の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】
検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とに基づいて、前記第２の領域における負荷容量を算出し、算出された前記第２の領域における負荷容量に基づいて、前記第２の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】
検出された前記第１の電源に流れる電流と前記第２の電源に流れる電流とさらに、環境条件及び耐久条件の少なくとも何れか一方の条件とに基づいて、前記第２の領域における負荷容量を算出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置の制御方法。
【請求項８】
前記第２の電界形成手段の作動を制御するとともに、前記第１の電界を略一定とするように前記第１の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５〜７の何れか一に記載の現像装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５９１６２（Ｐ２０１１−５９１６２Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０５６９９（Ｐ２００９−２０５６９９）
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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