現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】現像剤のみならず現像剤担持体表面の劣化をも抑制して、長期間にわたって画像品質を安定して確保可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置３ａ〜３ｄには磁気ローラ２２、現像ローラ２３及び規制ブレード２５、間隔調整装置２７が設けられている。規制ブレード２５は、間隔調整装置２７によって磁気ローラ２２に対して近接及び離間可能であり、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を低下させると共に、規制ブレード２５を磁気ローラ２２から離間させて磁気ローラ２２上の現像剤量を増加する。
【解決手段】現像装置３ａ〜３ｄには磁気ローラ２２、現像ローラ２３及び規制ブレード２５、間隔調整装置２７が設けられている。規制ブレード２５は、間隔調整装置２７によって磁気ローラ２２に対して近接及び離間可能であり、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を低下させると共に、規制ブレード２５を磁気ローラ２２から離間させて磁気ローラ２２上の現像剤量を増加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、帯電したトナーのみを移動させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）を用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより感光体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持することができトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（現像剤担持体）を用いて現像剤を感光体（像担持体）に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層（トナー層）を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
しかし、このような現像装置においては、長時間駆動時に熱的ストレスを受けた現像剤が劣化したり、トナーが過剰に帯電して現像ローラに付着する（スリーブ汚染）等の問題があった。また、現像剤の劣化やトナーの現像ローラに対する付着は、印字率等によっても影響される。
【０００７】
そこで、特許文献１には、印字率に応じて単位作動時間当たりの攪拌手段の回転量を制御することにより、攪拌性能を強化した現像装置におけるストレスによる現像剤の劣化及び劣化に起因する画質の低下を防止して高画質の画像を形成する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、現像剤担持体表面の現像剤量を規制する規制部に発生する磁界の強さを可変することにより、トナーへのストレスを緩和して、トナー寿命を長くし、安定したトナー像を形成する方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、トナー担持体上に担持されるトナーの層厚を６μｍ〜１５μｍにすると共に、該トナーの第１トナー帯電量個数分布と、現像剤担持体に担持されるトナーの第２トナー帯電量個数分布と、の半値幅の差を０．８（１０-10Ｃ／ｍ）以下とすることにより、画像濃度不良、カブリ、トナー飛散、ゴースト等を抑制し、長期に亘って安定した性能を維持する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２３５２７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０８５７９号公報
【特許文献３】特開２００９−３１７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１の方法では、攪拌手段による攪拌時の現像剤のストレスは緩和するものの、現像剤と現像ローラとの間で生じるストレスを緩和させることはできず、現像剤の劣化を十分に抑制できないおそれがある。また、特許文献２の方法では、トナーに対するストレスの緩和を図ることは可能となるが、更なる画質の向上に向けて一層のストレスの緩和が求められている。
【００１２】
一方、特許文献３の方法では、現像ローラ（トナー担持体）の表面をシリコン変性ウレタン樹脂で被覆することによってトナーの離形性等を向上させているが、二成分現像方式においてトナー担持体にこのようなコート層を設けると、長時間駆動時に磁気ローラ上に形成された磁気ブラシからの摺擦により、現像ローラ表面にトナーの外添成分等が堆積する場合があり、かかる場合には、画像濃度の低下や、現像ローラに交流電圧を印加する際にリークが発生して画像不具合が発生するおそれもある。
【００１３】
また、二成分現像方式で安定して画像形成を行うためには、磁気ローラから現像ローラ上に移動したトナーを該現像ローラ上で一定量に保つ必要があるが、トナー量が少ない場合やトナーと現像ローラとの付着力が大きい場合には、画像濃度が低下するおそれもある。また、かかる不具合は、トナーに外添成分として樹脂微粒子を添加する程大きくなり、また印字率によっても影響を受ける。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤のみならず現像剤担持体表面の劣化をも抑制して、長期間にわたって画像品質を安定して確保可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、少なくともトナーとキャリアとを含む現像剤が用いられ、複数の磁極を有する磁界発生部材が内部に設けられ像担持体にトナーを供給するための現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材と、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、が設けられた現像装置であって、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、前記現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体が設けられ、前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との周速度の差を小さくすることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体には、直流電圧及び交流電圧が印加され、前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記交流電圧の周波数を大きくすることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体の表面に、樹脂コート層が設けられたことを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記規制部材の前記現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記規制部材と該規制部材に直近する前記磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤担持体には、直流バイアス及び交流バイアスが印加され、前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記直流バイアスを大きくすることを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、前記攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることを特徴としている。
【００２３】
また本発明は、上記構成の現像装置において、樹脂微粒子が外添されたトナーが用いられることを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１の構成によれば、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上に担持された現像剤と現像剤担持体との間の摺擦力を低減すると共に、現像剤担持体上に担持された現像剤における現像剤担持体と接触する現像剤の割合を小さくすることができる。これにより、現像剤のみならず現像剤担持体の劣化をも抑制して、長期間にわたって画像品質を安定して確保することができる。
【００２６】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、像担持体にトナーを供給するトナー担持体を設け、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体とトナー担持体との周速度の差を小さくすることによって、トナー担持体上においてトナー量を増加させると共に磁気ブラシによる摺擦力を低減することができるため、トナー担持体上においてトナーの劣化を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の現像装置において、トナー担持体に、直流電圧及び交流電圧を印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、交流電圧の周波数を大きくすることによって、トナー担持体から像担持体へのトナーの移動を促進することができるため、トナーとトナー担持体との間の摺擦力を低減すると共に、現像性を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２または第３の構成の現像装置において、トナー担持体の表面に、樹脂コート層を設けることによって、トナー担持体に対するトナーの付着を抑制できるため、より効果的にトナーの劣化を抑制すると共に、トナー担持体と像担持体との間におけるリークの発生を防止することができる。
【００２９】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の現像装置において、規制部材の現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を、確実に増加させることができるため、効果的である。
【００３０】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の現像装置において、規制部材と該規制部材に直近する磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を確実に増加させることができるため、効果的である。
【００３１】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１〜第６のいずれかの構成の現像装置において、現像剤担持体に、直流バイアス及び交流バイアスを印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、直流バイアスを大きくすることによって、現像剤を現像剤担持体から離間させ易くすることができるため、現像剤及び現像剤担持体の劣化を、より抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第１〜第７のいずれかの構成の現像装置において、第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることによって、現像剤担持体上に現像剤が滞留し易い状態であっても、現像剤の劣化を抑制できる。
【００３３】
また、本発明の第９の構成によれば、上記第１〜第８のいずれかの構成の現像装置において、樹脂微粒子が外添されたトナーを用いることによって、現像剤担持体にトナーが付着し易い状態であっても、トナーの劣化を抑制することができる。
【００３４】
また、本発明の第１０の構成によれば、上記第１〜第９のいずれかの構成の現像装置を備えた画像形成装置とすることによって、長期間にわたって安定して品質が確保された画像を形成可能な画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】本実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺を示す部分側面断面図であって、図３（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図３（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図
【図４】磁気ローラ及び現像ローラに印加するバイアス構成の一例を示す図
【図５】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図６】本発明の第２実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺を示す部分側面断面図であって、図６（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図６（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図
【図７】本発明の第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御機構の一例を示すブロック図
【図８】本発明の第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御手順の一例を示フローチャート
【図９】ゴーストの評価に用いられる図形の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）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によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３７】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３８】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００３９】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００４０】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００４１】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００４２】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００４３】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４４】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ対１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラ対１２ｂに再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対１５から排出トレイ１７に排出される。
【００４５】
図２は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図であり、図３は、本実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺の構成を示す部分側面断面図であって、図３（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図３（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４６】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー（攪拌搬送部材）２１ａ及び第２攪拌スクリュー（攪拌搬送部材）２１ｂが回転可能に配設されている。
【００４７】
トナーは、結着樹脂と着色剤とを含有したものを母剤とし、かかる母剤と外添成分とを混合することにより形成されている。外添成分として、ポリスチレン樹脂等から成る樹脂微粒子を０．８重量％、疎水性フェームドシリカを２％、酸化チタン微粒子を１％、ステアリン酸亜鉛を０．１％添加することができるが、これら外添成分の種類や添加量等は、トナーの特性等に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。
【００４８】
また、トナーの体積平均粒子径を小さくすると、トナーをキャリア若しくは現像ローラ２３表面から引き剥がすことが困難となる傾向にあり、大きくすると、高画質化を十分に図れないおそれがある。従って、かかる観点を考慮すれば、トナーの体積平均粒子径Ｄｔをたとえば４．０μｍ≦Ｄt≦７．０μｍの範囲に規定することが好ましい。また、選択現像性を回避するという観点を考慮すれば、トナーの個数粒度分布におけるＣＶ値を２５％以下となるように粒子径の分布の広がりを抑えることが好ましい。
【００４９】
また、キャリアとしては、マグネタイトキャリア、Ｍｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系、樹脂中に磁性体を分散した樹脂キャリアなどを用いることができ、適宜表面処理して用いることも可能である。トナーを磁気ブラシから良好に引き剥がすという観点を考慮すれば、キャリアの体積固有抵抗率を１０6Ωｃｍ〜１０13Ωｃｍとすることが好ましい。
【００５０】
また、トナーと共に良好な磁気ブラシを形成するという観点を考慮すれば、キャリアの重量平均粒子径を５０μｍ以下とすることが好ましい。また、キャリアの飽和磁化は、例えば６５ｅｍｕ／ｇとすることができ、キャリアに対するトナーの混合比率Ｔ／Ｃは、例えば１２重量％とすることができる。
【００５１】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第１攪拌スクリュー２１ａの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。
【００５２】
なお、現像容器２０には、第２攪拌スクリュー２１ｂと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００５３】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブ２２ａの内部に配置され、複数の磁極を有するマグネット体から成る磁界発生部材２２ｂで構成されている。また、回転スリーブ２２ａは、支軸２２ｃを中心として回転し、磁界発生部材２２ｂは、回転スリーブ２２ａの内部に回転不能に固定されている。磁界発生部材２２ｂの磁極は、Ｓ極から成る主極３５、Ｎ極から成る規制極３６、Ｎ極から成る剥離極３７、Ｓ極から成る分離極３８、及びＳ極から成る汲上極３９の５極構成である。
【００５４】
また、現像容器２０には規制ブレード（規制部材）２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、規制ブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、規制ブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（規制ギャップ）が形成されている。
【００５５】
また、図２及び図３に示すように、規制ブレード２５は、規制ブレード２５を磁気ローラ２２に対して近接及び離間させ、規制ギャップの間隔を調整する間隔調整装置２７と連結されている。間隔調整装置２７は、規制ブレード２５の長手方向両端に配置されており、かかる両端と連結されたソレノイドから構成されている。
【００５６】
そして、間隔調整装置２７が作動することにより、図３（ａ）に示すように規制ブレード２７が磁気ローラ２２に対して近接して規制ギャップの間隔をＬ１に設定し、ソレノイドが停止することにより、図３（ｂ）に示すように規制ブレード２５が磁気ローラ２２に対して離間して規制ギャップの間隔をＬ１よりも大きいＬ２に設定するようになっている。かかる間隔調整機構２７としては、規制ブレード２５を移動させて規制ギャップの間隔を調整可能であれば特に限定されず、その他例えば、偏心カムとパルスモータとを用いること等もできる。
【００５７】
現像ローラ２３は、円筒状の回転スリーブ２３ａと、回転スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラ側磁極２３ｂで構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定の隙間（現像ギャップ）をもって対向している。また、回転スリーブ２３ａは、支軸２３ｃを中心として回転する。現像ローラ側磁極２３ｂはＮ極から構成され、磁界発生部材２２ｂの対向する主極３５と異極性である。また、回転スリーブ２３ａの表面は、シリコン変性ウレタン樹脂でコートされている。
【００５８】
図４は、磁気ローラ及び現像ローラに印加するバイアス構成の一例を示す図である。図４に示すように、現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス印加装置３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス印加装置３１が接続されている。また、第１バイアス印加装置３０及び第２バイアス印加装置３１は共通のグランドに接地されている。これら第１及び第２バイアス印加装置３０、３１から印加されるバイアスについては後述する。
【００５９】
前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第１攪拌スクリュー２１ａによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。規制ブレード２５には磁界発生部材２２ｂの規制極３６が対向するため、規制ブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異なる極性の磁性体を用いることにより、規制ブレード２５の先端と回転スリーブ２２ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００６０】
この磁界により、規制ブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラ２２上の磁気ブラシは規制ブレード２５によって層厚規制された後、現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、磁界発生部材２２ｂの主極３５及び現像ローラ側磁極２３ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラ２３表面に接触する。そして、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００６１】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との周速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００６２】
図５は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図５（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス印加装置３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相が異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス印加装置３１から印加される。
【００６３】
従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図５（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図５で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００６４】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００６５】
さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の剥離極３７により発生する水平方向（ローラ周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラ２３表面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラ２３から回転スリーブ２２ａ上に回収される。
【００６６】
さらに回転スリーブ２２ａが回転すると、磁界発生部材２２ｂの分離極３８及びこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、現像剤は現像容器２０内で回転スリーブ２２ａから離脱する。そして、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂにより攪拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシを形成し、規制ブレード２５へ搬送される。
【００６７】
ここで、高印字率の画像を印字するときには、磁気ローラ２２から現像ローラ２３、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａへとトナーが消費され、かかるトナー消費に追従するように第１攪拌室２０ｂから磁気ローラ２２上へとトナーを供給する必要がある。また、トナー補給口２０ｄから補給されたトナーを十分に帯電するためには、例えば第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を大きくする必要がある。
【００６８】
このため、攪拌によるストレスを受けてキャリア及びトナーが劣化し易い。このように現像剤が劣化すると、十分に帯電されていないトナーが磁気ローラ２２上に担持される。また、磁気ローラ２２上に担持された現像剤は、磁気ローラ２２と規制ブレード２５との間の規制ギャップを通過する際、これらの間に発生した磁界による拘束力によって磁気ローラ２２表面に摺擦される。
【００６９】
かかる摺擦力により、現像剤はストレスを受け、同時に磁気ローラ２２もストレスを受ける。さらに、劣化により帯電不十分なトナーが磁気ローラ２２から現像ローラ２３へと移動した後、現像ローラ２３上で磁気ブラシによる摺擦を受けると、トナーの劣化が一層進行する。
【００７０】
そこで、本実施形態では、印字率Ｓが第１基準印字率（第１の所定値）Ｓ１以上の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することにより、現像剤及び磁気ローラ２２の劣化を抑制することとした。また、間隔調整装置２７によって規制ブレード２５を磁気ローラ２２から離間させ、規制ギャップの間隔を大きくすることにより、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することとした。
【００７１】
なお、印字率Ｓが８％以上の場合に上記した現像剤の劣化が生じ易いことから、第１基準印字率を８％とし、８％以上の印字率Ｓ（Ｓ≧Ｓ１＝８％）を高印字率とした。また、かかる印字率Ｓに応じた磁気ローラ２２の周速度や規制ギャップの間隔の切り替え等は、制御部４５（図７参照）によって制御される。
【００７２】
図３（ａ）に示すように、印字率Ｓが８％未満（非高印字率とする）の画像を印字するとき、例えば磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、規制ブレード２５と磁気ローラ２２との間隔（規制ギャップの間隔）をＬ１（ここでは０．３ｍｍ）に設定した。そして、図３（ｂ）に示すように、高印字率の画像を印字するときには、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍと小さく、規制ギャップの間隔をＬ２（ここでは例えば０．５ｍｍ）と大きくなるように設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えば第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍとし、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍとした。
【００７３】
このように、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を非高印字率の画像の印字時よりも小さくしたため、規制ギャップを通過する際の現像剤と磁気ローラ２２との間に生じる摺擦力によるストレスを低減することができる。加えて、規制ギャップの間隔を大きくすることにより磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することができる。
【００７４】
また、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍから４５０ｒｐｍへと小さくする一方、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、現像ローラ２３の周速度は変化させず４００ｒｐｍに設定した。これにより、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との周速度差を小さくすることができる。
【００７５】
また、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を大きくすることとした。例えば、非高印字時の画像の印字時に、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖに設定し、高印字率の画像の印字時には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖに設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えばＶｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐ２を１８００Ｖ、周波数を４５００Ｈｚ、デューティ比を７０％とした。
【００７６】
また、高印字率の画像を印字するとき、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくすることとした。例えば、非高印字時の画像の印字時に、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）を５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐ１を１１００Ｖ、周波数を３０００Ｈｚに設定した場合、高印字率の画像の印字時には、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）の周波数のみを４０００Ｈｚと大きくなるように設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えばＶｓｌｖ（ＡＣ）のデューティ比を４０％とした。
【００７７】
一方、低印字率の画像を印字するときには、現像ローラ２３上で現像に使用されずに残留するトナー量が増加して現像ローラ２３上に滞留し、磁気ローラ２２に回収される残留トナー量も増加して磁気ローラ２２上に滞留する。このため、現像ローラ２３のトナー及び磁気ローラ２２上の現像剤において、より多くのストレスを受けて劣化したトナーの割合が増加する。
【００７８】
そこで、本実施形態では、印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１よりも小さい第２基準印字率（第２の所定値）Ｓ２以下の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を小さくすることにより、現像剤の劣化を抑制することとした。また、ここでは併せて磁気ローラ２２の周速度を小さくすることとした。なお、印字率Ｓが３％以下の場合に上記した残留トナー量が増加し易いことから、第２基準印字率Ｓ２を３％とし、３％以上の印字率Ｓ（Ｓ≦Ｓ２＝３％）を低印字率とした。
【００７９】
印字率Ｓが３％超８％未満（通常印字率とする）の画像を印字するとき、上記と同様に磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍに設定した。そして、低印字率の画像を印字するときには、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍに設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えば規制ギャップの間隔を０．３ｍｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍとした。
【００８０】
このように、低印字率の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を通常印字率の画像の印字時よりも小さくしたため、磁気ローラ２２上の現像剤量が少なくなり、現像ローラ２３に移動するトナー量も現像ローラ２３から回収する残留トナー量も低減することができる。また、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの攪拌によって現像剤が受けるストレスを低減することもできる。また、磁気ローラ２２の周速度を小さくすることにより、現像剤と磁気ローラ２２との間で発生する摺擦力を低減することもできる。
【００８１】
上記の通り、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加したため、摺擦力によって生じる現像剤及び磁気ローラ２２に対するストレスを低減することができる。また、磁気ローラ２２上に担持された現像剤においてストレスを受けた現像剤の割合が減少するため、全体として現像剤に対するストレスを低減することができる。
【００８２】
これにより、現像剤及び磁気ローラ２２の劣化を抑制することができるため、かかる劣化によって生じる画像濃度のバラツキ、カブリ、ゴースト等の画像不具合の発生を防止できる。また、長期間にわたって画像品質を安定して確保することができる。また、磁気ローラ２２から現像ローラ２３に移動するトナー量も増加するため、後述するように現像ローラ２３上でのトナーの劣化も抑制して、画像不具合の発生を防止できる。
【００８３】
また、ここでは、規制ブレード２５の磁気ローラ２２との間隔を大きくすることにより磁気ローラ２２上の現像剤量を増加したため、磁気ローラ２２上の現像剤量を確実に増加させることができ、効果的である。また、磁気ローラ２２上の現像剤量が増加することにより、現像ローラ２３上のトナー量も増加する。
【００８４】
また、本実施形態では、磁気ローラ２２に加えて現像ローラ２３を設け、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との周速度の差を小さくしたため、現像ローラ２３上に担持されたトナーが、磁気ローラ２２上に形成された磁気ブラシによって受ける摺擦力を、低減できる。
【００８５】
これにより、トナーの劣化を抑制することができる。また、現像ローラ２３の周速度を変化させることなく磁気ローラ２２の周速度のみを変化させて周速度の差を小さくしたため、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａへの現像性を印字率Ｓによらず一定に維持することができ、画像不具合の発生を、より防止することも可能となる。
【００８６】
加えて、磁気ブラシに摺擦されても、トナーの一部や外添成分といったトナー成分がトナーから脱離することを抑制できるため、脱離したトナー成分が現像ローラ２３上に堆積し、現像ローラ２３と感光体ドラム１ａとの間でリークが発生することを防止できる。さらに、磁気ローラ２２上の現像剤量が増加すると現像ローラ２３上のトナー量も増加するため、現像ローラ２３上に担持されたトナーにおいてストレスを受けたトナーの割合が減少する。これにより、全体としてトナーに対するストレスを低減し、トナーの劣化を抑制できる。
【００８７】
また、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を大きくしたため、磁気ローラ２２上のトナーが帯電不足であっても、より確実に磁気ローラ２２からトナーを離間させ、現像ローラ２３へと移動させることができる。ここでは現像ローラ２３を用いたため、現像ローラ２３上のトナー量を増加することもでき、現像ローラ２３上においてもトナーの劣化を抑制できる。なお、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、現像剤の種類や、その他装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくしたため、現像ローラ２３上のトナーが帯電不足であっても、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａへのトナーの移動を促進することができる。これにより、現像性を向上し、カブリ等の画像不具合の発生を抑制することができる。なお、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、トナーの種類や、その他装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、現像ローラ２３の表面に樹脂コート層を設けたため、現像ローラ２３に対するトナーの付着を抑制できる。これにより、より効果的にトナーの劣化を抑制すると共に、現像ローラ２３と感光体ドラム１ａとの間におけるリークの発生を防止することができる。また、本実施形態では、樹脂微粒子が外添されたトナーを用いたため、磁気ローラ２２や現像ローラ２３にトナーが付着し易い状態であっても、トナーの劣化を抑制することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、低印字率の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を小さくしたため、現像ローラ２３から回収した残留トナー量を低減すると共に、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの攪拌によって現像剤が受けるストレスを低減することができる。これにより、磁気ローラ２２上にトナーが滞留し易い状態であっても、現像剤の劣化を抑制できる。また、ここでは磁気ローラ２２の周速度を小さくしたため、現像剤と磁気ローラ２２との間で発生する摺擦力を低減することができ、現像剤の劣化を、より抑制することができる。
【００９１】
ここでは現像ローラ２３の周速度を変化させなかったが、現像ローラ２３の周速度を小さくすることにより、現像ローラ２３上でのトナーの劣化を抑制することも可能となる。ただし、現像ローラ２３の周速度を印字率Ｓに応じて変化させると画像不具合が発生するおそれがあるので、かかる不具合の発生状況や装置構成等に応じて現像ローラ２３の周速度を適宜設定することができる。
【００９２】
また、磁気ローラ２２上の現像剤量が少なくなることにより、現像ローラ２３上に移動するトナー量も現像後に現像ローラ２３上に滞留する残留トナー量も低減することができるため、現像ローラ２３上においてもトナーの劣化を抑制できる。なお、低印字率の画像を印字するときには、現像によるトナーの消費量が少なく、かかるトナー消費量に追従するトナー量も少なくて済むため、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を通常印字率の画像の印字時よりも小さくしても、かかる回転速度の低下がトナーの帯電に及ぼす影響は少ない。
【００９３】
また、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、規制ブレード２５の間隔をＬ１からＬ２へと大きくとしたが、かかる間隔Ｌ１、Ｌ２は特に限定されるものではなく、現像性、現像剤の劣化の程度やその他の装置構成等に応じて適宜設定することができる。例えば、Ｌ２が小さ過ぎると、磁気ローラ２２上の現像剤量を十分に増加させることができず、摺擦力を十分に低減できないおそれがある。
【００９４】
一方、Ｌ２大き過ぎると、磁気ローラ２２上の現像剤量が増加し過ぎて画像不具合が発生するおそれがある。従って、例えばかかる観点を考慮してＬ２を適宜設定することができる。また、磁気ローラ２２上の現像剤量の調整方法は本実施形態の規制ブレード２５に特に限定されるものではない。
【００９５】
図６は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺を示す部分側面断面図であって、図６（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図６（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図である。図２及び図３と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。
【００９６】
本実施形態では、図６に示すように、磁気ブレード２２の内部に配置される磁界発生部材２２ｂを、支軸２２ｃを中心として回転可能とした。支軸２２ｃの先端は図示しないがＤカット形状に加工されており、図示しない駆動モータに連結されている。また、磁界発生部材２２ｂは、回転スリーブ２２ａとは別途回転する。
【００９７】
非高印字率の画像を印字するときは、図６（ａ）に示すように規制極３６を規制ブレード２５に対向（直近）する通常の位置に配置する。そして、高印字率の画像を印字するときは、図６（ｂ）に示すように磁界発生部材２２ｂを図の反時計回りに所定量θ（ここでは５°）回転させて、規制極３６を図３（ａ）の状態からずらした位置に配置する。これにより、高印字率の画像を印字するときには、規制ギャップに発生する磁界の強さを小さくして、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することができる。
【００９８】
磁界発生部材２２ｂを回転する駆動モータとしては、回転量（回転角度）の微調整が必要となるため、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御されるステッピングモータを用いることが好ましい。また、磁界発生部材２２ｂの回転量が大きくなるほど規制ブレード２５に対する規制極３６のずれ量も大きくなり、磁界の強さをより大きく可変させることができるが、同時に他の磁極、すなわち主極３５、剥離極３７、分離極３８、汲上極３９のずれ量も大きくなる。例えば磁界発生部材２２ｂの回転量が大きい場合、主極３５が元の位置から大きくずれ、感光体ドラム１ａに対向する位置での磁界の強さが小さくなって現像に不具合が生じるおそれがある。
【００９９】
一方、磁界発生部材２２ｂの回転角度が小さくなるほど、磁界の変化が小さく現像剤が受ける摺擦力の低減効果が十分に得られないおそれがある。従って、例えばかかる観点を考慮して磁界発生部材２２ｂの回転量を適宜設定することができ、磁界発生部材２２ｂを回転させる所定量θは、例えば、２°以上１０°以下とすることが好ましい。
【０１００】
このように、本実施形態では、磁気ローラ２２の内部に、回転可能な磁界発生部材２２ｂを設け、磁界発生部材２２ｂが所定量回転して、規制ブレード２５と、規制ブレード２５に直近する規制極３６と、の間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、磁気ローラ２２上に担持される現像剤量を増加したため、磁気ローラ２２上の現像剤量を確実に増加させることができ、効果的である。また、現像ローラ２３上のトナー量も確実に増加させることができる。
【０１０１】
なお、ここでは磁界発生部材２２ｂを磁気ローラ２２の回転方向とは反対方向に回転させているが、磁界発生部材２２ｂの回転方向は他の磁極に与える影響等を考慮して適宜設定すれば良い。その他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１０２】
次に、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御機構について説明する。図７は、上記した第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御機構の一例を示すブロック図である。図１〜図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７、画像入力部４２、ＡＤ変換部４３、記憶部４４、制御部４５、操作パネル４６、及び装置各部を駆動する駆動モータであるメインモータ４７、攪拌用モータ４８を含む構成である。
【０１０３】
画像入力部４２は、画像形成装置１００が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部（図示せず）であり、画像形成装置１００が図１に示すようなプリンタである場合、パーソナルコンピュータ（不図示）等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部４２より入力された画像信号は制御部４５に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、ＡＤ変換部４３においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部４４内の画像メモリ５０に送出される。なお、画像入力部４２及びＡＤ変換部４３は、印字される画像の印字率Ｓを検知する印字率検知手段としての機能も有する。
【０１０４】
画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、帯電ユニット２ａ〜２ｄ、露光ユニット４、現像装置３ａ〜３ｄ、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ等から構成され、ＡＤ変換部４３において変換され画像メモリ５０に記憶された画像データをもとに感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像を形成する。
【０１０５】
記憶部４４は、画像メモリ５０、ＲＡＭ５１、及びＲＯＭ５２を備えており、画像メモリ５０は、画像入力部４２において入力され、ＡＤ変換部４３においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部４５に送出する。ＲＡＭ５１及びＲＯＭ５２は、制御部４５の画像処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、記憶部４４には、画像の印字率Ｓと磁気ローラ２２の周速度及び現像ローラ２３の周速度とを関連付けたパラメータや、印字率Ｓと第１バイアス印加装置３０及び第２バイアス印加装置３１（図４参照）によって磁気ローラ２２及び現像ローラ２３に印加されるバイアスとを関連付けたパラメータや、印字率Ｓと第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂ（図２参照）の回転速度とを関連付けたパラメータ等も記憶されている。
【０１０６】
操作パネル４６は、画像形成装置１００が複写機の場合には、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷サイズ等、印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部４４にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。また、画像形成装置１００が図１に示すプリンタの場合には、操作パネル４６は、パーソナルコンピュータ（不図示）上に表示される入力部から構成されている。
【０１０７】
メインモータ４７は、制御部４５からの制御信号に応じて感光体ドラム１ａ〜１ｄ、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、定着部７等を駆動する。攪拌用モータ４８は、制御部４５からの制御信号に応じて現像装置３ａ〜３ｄ内の第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂ、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３（図２参照）を回転させる。なお、攪拌用モータ４８に代えて、メインモータ４７からクラッチ（不図示）で駆動力を伝達するようにすることもできる。
【０１０８】
制御部４５は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部４２、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７やこれらの駆動するメインモータ４７、攪拌用モータ４８、及び用紙カセット１６（図１参照）からの用紙Ｐの搬送等を全般的に制御するとともに、画像入力部４２から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に潜像を形成する。
【０１０９】
さらに制御部４５は、ＡＤ変換部４３においてデジタル変換された画像信号の印字情報に基づいて磁気ローラ２２の周速度、現像ローラ２３の周速度、間隔調整装置２７の駆動、第１及び第２バイアス印加装置３０、３１から印加されるバイアス、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を制御する機能を有している。
【０１１０】
次に、第１実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の制御動作について説明する。図８は、第１実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の制御手順の一例を示すフローチャートである。図２、図３及び図７を参照しながら、図８のステップに従い本制御例の実行手順について説明する。
【０１１１】
先ず、ユーザにより印字（画像形成）が開始されると、制御部４５は、例えば初期条件として、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ギャップをＬ１（ここでは０．３ｍｍ）、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖ、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を３０００Ｈｚに設定する（ステップＳ１）。
【０１１２】
次に、画像入力部４２より入力された画像信号はＡＤ変換部４３においてデジタル信号に変換された後、画像メモリ５０に出力されると、画像メモリ５０内のデジタル信号が制御部４５に読み出され、制御部４５はデジタル信号に基づいて印字率Ｓを算出する（ステップＳ２）。次に、算出された印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１以上（ここでは８％以上）か否かが判断される（ステップＳ３）。
【０１１３】
印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１以上（Ｓ≧Ｓ１＝８％）である場合は、制御部４５から攪拌用モータ４８、間隔調整装置２７及び第１及び第２バイアス印加装置３０、３１に制御信号が送信され、例えば磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍと小さく（減少）すると共に（ステップＳ４）、規制ブレード２５を磁気ローラ２２に対して離間させることにより規制ギャップの間隔をＬ２（ここでは０．５ｍｍ）と大きく（増大）し（ステップＳ５）、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖと大きくし（ステップＳ６）、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を４０００Ｈｚと大きくする（ステップＳ７）。そして、ステップＳ４〜ステップＳ７で設定された条件で印字が開始され（ステップＳ８）、処理を終了する。
【０１１４】
一方、ステップＳ３において印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１未満（Ｓ＜Ｓ１＝８％）の場合は、印字率Ｓが第２基準印字率Ｓ２（ここでは３％）以下か否かが判断される（ステップＳ９）。印字率Ｓが第２基準印字率Ｓ２以下（Ｓ≦Ｓ２＝３％）である場合は、制御部４５から攪拌用モータ４８に制御信号が送信され、磁気ローラ２２の周速度を例えば４５０ｒｐｍと小さくして現像ローラ２３との周速度の差を小さくすると共に（ステップＳ１０）、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を例えば２２５ｒｐｍと小さくする（ステップＳ１１）。そして、ステップＳ１０及びステップＳ１１で条件を設定後、ステップＳ８に移行して印字が開始され、処理を終了する。
【０１１５】
一方、ステップＳ９において印字率Ｓが第２基準印字率Ｓ２超（Ｓ＞Ｓ２＝３％）の場合は、初期状態のまま、すなわち磁気ローラ２２の周速度、現像ローラ２３の周速度、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度、規制ギャップの間隔、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を変化させることなく、ステップＳ８に移行して印字が開始され、処理を終了する。
【０１１６】
本制御例では、規制ブレード２５を磁気ローラ２２に対して離間させる例を示したが、これは一例に過ぎず、制御動作は特に限定されるものではない。その他例えば、上記第２実施形態に示す現像装置３ａ〜３ｄを用いる場合には、ステップＳ５において規制ギャップの間隔を大きくする代わりに、磁界発生部材２２ｂを、上記図６（ａ）に示す規制極３６が規制ブレード２５と対向する位置から、上記図６（ｂ）に示す位置まで回転させればよい。
【０１１７】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、磁気ローラ２２の周速度、現像ローラ２３の周速度、規制ギャップの間隔、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度、磁気ローラ２２の磁界発生部材２２ｂの回転角度等は、特に限定されず、装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【０１１８】
また、上記各実施形態では、磁気ローラ２２の磁界発生部材２２ｂを構成する磁極として、主極３５、分離極３８及び汲上極３９がＳ極、規制極３６及び剥離極３７がＮ極である場合について説明したが、主極３５、分離極３８及び汲上極３９をＮ極、規制極３６及び剥離極３７をＳ極とすることもできる。また、上記各実施形態では、磁気ローラ２３の内部の磁極を５極としたが、かかる磁極数も５極に限られず、その他７極等とすることもできる。また、上記実施形態では、制御部４５を画像形成装置１００に設けたが、現像装置３ａ〜３ｄに設けることもできる。
【０１１９】
また、上記各実施形態では、現像ローラ２３を用いた現像装置３ａ〜３ｄについて説明したが、その他、現像ローラ２３を設けず、現像剤を磁気ローラ２２上に担持させ、磁気ローラ２２上の現像剤からトナーのみを、感光体ドラム１ａ〜１ｄとの電位差により感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に移動させる現像装置についても同様に、本発明を適用することができる。
【０１２０】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【０１２１】
実験例１
図２及び図３に示す第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄを備えた図１に示す画像形成装置１００を用いた。また、トナーとして、母剤に疎水性フュームドシリカアエロジル（登録商標）Ｒ１０４（日本アエロジル製）を２％、酸化チタン微粒子ＥＣ−１００（チタン工業製）を１％、ステアリン酸亜鉛（川村化成製）を０．１％、ポリスチレン樹脂微粒子（重量平均分子量２８万〜３２万、平均一次粒子径：０．０７μｍ、軟化点２００℃以上）を０．８％外添した平均粒径６．８μｍの正帯電トナーを用い、キャリアとして、体積固有抵抗１０10Ω、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアを用い、Ｔ／Ｃを１２重量％とした。
【０１２２】
そして、表１に示すように、印字率Ｓが８％未満（非高印字率）の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ブレード２５による規制ギャップの間隔を０．３ｍｍとし、印字率Ｓが８％以上（高印字率）の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍ、規制ギャップの間隔を０．５ｍｍとするように制御を行い、印字を行った。
【０１２３】
なお、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐ２を１８００Ｖ、周波数を４５００Ｈｚ、デューティ比を７０％とし、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＤＣ）を５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐ１を５０Ｖ、周波数を３０００Ｈｚ、デューティ比を４０％とした。
【０１２４】
実験例２
図６に示す第２実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄを備えた図１に示す画像形成装置１００を用いた。表１に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時に、規制ギャップの間隔を大きくする代わりに、磁気ローラ２２内の第２磁界発生部材２２ｂが磁気ローラ２２の回転方向上流側に向かって５°回転（図６（ｂ）参照）するように制御を行う以外は、実験例１と同様にして印字を行った。
【０１２５】
実験例３
表１に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時においても、印字率Ｓが８％未満の画像の印字時と同じ条件で印字すること以外は、実験例１と同様にして印字を行った。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
評価
上記した実験例１〜実験例３について、濃度維持性、カブリ、現像ローラ２３に対するトナーの付着性（スリーブ汚染）及びゴーストについて評価を行った。各評価方法は、以下の通りであり、評価結果を表２に示す。
【０１２８】
＜濃度維持性＞
印字率Ｓが１０％のテスト画像を５０００枚印字後において、スペクトロアイ反射濃度計（グレタグマクベス社製）を用いて画像濃度（ＩＤ）を測定した。そして、印字１枚目と５０００枚目とでベタ画像のＩＤの差が０．１５未満である場合を○、０．１５以上０．３以下である場合を△、０．３超である場合を×とした。
【０１２９】
＜カブリ＞
印字率Ｓが０．２％のテスト画像を５０００枚印字し、次いで印字率Ｓが２０％のテスト画像を１０００枚印字した後において、スペクトロアイ反射濃度計（グレタグマクベス社製）を用いて印字１０００枚目の白紙部のカブリ濃度を測定した。そして、カブリ濃度が０．００９未満である場合を○、０．００９以上０．０１５以下である場合を△、０．０１５超である場合を×とした。
【０１３０】
＜スリーブ汚染＞
印字率Ｓが１０％の画像を２００００枚印字した後において、現像ローラ２３表面の堆積抵抗率ＲをハイレスタＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０（三菱化学アナリテック製）にて測定し、印字前の堆積抵抗値Ｒ０に対する２０００枚印字後の堆積抵抗値Ｒ１の比（Ｒ１／Ｒ０）を算出した。そして、Ｒ１／Ｒ０が１０未満である場合を○、１０以上１００以下である場合を△、１００超である場合を×とした。
【０１３１】
＜ゴースト＞
印字率Ｓが０．２％のテスト画像を５０００枚印字した後、図９に示すように、印字濃度１００％の図形Ｆ１からなるベタ画像と、図形Ｆ１を含むような大きさの図形Ｆ２から成るハーフ画像と、を転写紙Ｐの搬送方向（図９の矢印方向）下流側から順に、現像ローラ２３の１周分以上の間隔を隔てて並べた画像を印字し、スペクトロアイ反射濃度計（グレタグマクベス社製）を用いて、図形Ｆ２においてＦ１と重なる部分と、重ならない部分と、の濃度を測定し、両者間の濃度差を算出した。
【０１３２】
そして、濃度差が０．１０％未満である場合を○、０．１０％以上０．２０％以下である場合を△、０．２０％超である場合を×とした。なお、ゴーストの評価においては、実験例１及び実験例２共に、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時の条件で、印字率Ｓが０．２％のテスト画像を印字した。また、図９に示す図形は一例に過ぎず、特に限定されるものではない。
【０１３３】
【表２】
【０１３４】
表２に示すように、８％以上の高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に規制ギャップの間隔を大きくした実験例１、及び、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に磁気ローラ２２の第１磁界発生部材２２ｂを回転させた実験例２ではいずれも、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染の発生も抑制されていた。
【０１３５】
また、実験例１及び実験例２に示すように、磁気ローラ２２の周速度を小さくしたり、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加したり、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を小さくした場合には、ゴーストが発生し易くなっている。しかし、ゴースト評価の結果、このような場合であっても、ゴーストの発生が認められないことが確認された。また、実験例１及び実験例２では、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度も低下させたが、帯電不足によるスリーブ汚染や画像不具合は認められなかった。
【０１３６】
一方、高印字率の画像を印字するときに印字条件を変化させない実験例３では、現像ローラ２３に対するトナーの付着が顕著であった。なお、濃度維持性の低下及びカブリの発生も認められたが、許容できる範囲であった。
【実施例２】
【０１３７】
実験例４
表３に示すように、印字率Ｓが８％未満の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリューの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ブレード２５による規制ギャップの間隔を０．３ｍｍ、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖ、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐを１１００Ｖ、周波数を３０００Ｈｚとし、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリューの回転速度を２２５ｒｐｍ、規制ギャップの間隔を０．５ｍｍ、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖ、Ｖｓｌｖ(ＡＣ)の周波数を４０００Ｈｚとするように制御を行うこと以外は、実験例１と同様にして印字を行った。
【０１３８】
実験例５
表３に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時には、規制ギャップの間隔を０．３ｍｍに維持したまま、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍ、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖとするように制御を行うこと以外は、実験例４と同様にして印字を行った。
【０１３９】
実験例６
表３に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時に、規制ギャップの間隔を０．３ｍｍに維持したまま、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍ、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を４０００Ｈｚとするように制御を行うこと以外は、実験例４と同様にして印字を行った。
【０１４０】
実験例７
表３に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時においても、印字率Ｓが８％未満の画像の印字時と同じ条件で印字すること以外は、実験例４と同様にして印字を行った。
【０１４１】
【表３】
【０１４２】
評価
上記した実験例４〜実験例７について、上記実験例１〜実験例３と同様にして、濃度維持性、カブリ、スリーブ汚染及びゴーストについて評価を行った。なお、ゴーストの評価においては、実験例４〜実験例６共に、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時の条件で、印字率Ｓが０．２％のテスト画像を印字した。評価結果を表４に示す。
【０１４３】
【表４】
【０１４４】
表４に示すように、８％以上の高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくし、規制ギャップの間隔を大きくすると共に、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）及び現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくした実験例４では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染も抑制されていた。また、ゴーストの発生も認められなかった。
【０１４５】
また、高印字率の画像を印字するとき、規制ギャップの間隔はそのままにして、磁気ローラ２２の周速度を小さくし、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を大きくした実験例５では、カブリの発生が認められたが許容できる範囲であった。一方、濃度維持性は良好であり、スリーブ汚染及びゴーストの発生は抑制されていた。
【０１４６】
また、高印字率の画像を印字するとき、実験例５に加え、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくした実験例６では、濃度維持性は良好であり、スリーブ汚染、ゴーストの発生が抑制されていたのに加え、カブリの発生も抑制されていた。また、実験例５及び実験例６の結果、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくすると、特にカブリの発生を効果的に抑制できることがわかった。
【０１４７】
さらに、実験例４の結果を、実験例５及び実験例６と共に考察すると、実験例４の方が実験例５よりもカブリ、スリーブ汚染の発生の抑制効果に優れる傾向にあることがわかった。また、実験例４の方が実験例６よりも、濃度維持性に優れる傾向にあることがわかった。なお、実験例４では磁気ローラ２２上の現像剤量が増加しているため、さらに長期間の使用においては、実験例５及び実験例６よりも現像剤の劣化を抑制できると推察される。また、実験例４〜実験例６では、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度も低下させたが、帯電不足によるスリーブ汚染や、顕著な画像不具合は認められなかった。
【０１４８】
一方、高印字率の画像を印字するときに印字条件を変化させない実験例７では、現像ローラ２３に対するトナーの付着が顕著であった。なお、濃度維持性の低下及びカブリの発生も認められたが、許容できる範囲であった。
【実施例３】
【０１４９】
実験例８
図２及び図３に示す第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄを備えた図１に示す画像形成装置１００を用いた。そして、表５に示すように、印字率Ｓが３％超（通常印字率）の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ギャップの間隔を０．３ｍｍとし、印字率３％以下（低印字率）の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を３００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍとするような制御を行い、印字を行った。
【０１５０】
なお、その他、用いたトナー及びキャリア、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＡＣ）、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）は、実験例１と同様とした。
【０１５１】
実験例９
表５に示すように、印字率Ｓが３％以下の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍに維持したまま、現像ローラ２３の周速度を３００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍとするように制御を行うこと以外は、実験例８と同様にして印字を行った。
【０１５２】
実験例１０
表５に示すように、印字率Ｓが３％以下の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍに維持したまま、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍとするように制御を行うこと以外は、実験例８と同様にして印字を行った。
【０１５３】
実験例１１
表５に示すように、印字率３％以下の画像の印字時においても、３％超の印字率の画像の印字時と同じ条件で印字すること以外は、実験例８と同様にして印字を行った。
【０１５４】
【表５】
【０１５５】
評価
上記した実験例８〜実験例１１について、濃度維持性についは印字率Ｓが０．２％のテスト画像、スリーブ汚染については印字率Ｓが２％のテスト画像を印字すること以外は上記実験例１〜実験例３と同様にして、濃度維持性、カブリ、スリーブ汚染及びゴーストについて評価を行った。評価結果を表６に示す
【０１５６】
【表６】
【０１５７】
表６に示すように、３％以下の低印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の周速度を小さくし、両者の周速度の差を小さくすると共に、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を低下させた実験例８では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染の発生も抑制されていた。また、ゴーストの発生は認められたが、許容できる範囲であった。
【０１５８】
また、低印字率の画像を印字するとき、現像ローラ２３の周速度を小さくすると共に第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を低下させた実験例９では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染の発生も抑制されていた。また、ゴーストの発生は認められたが、許容できる範囲であった。
【０１５９】
また、低印字率の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を低下させた実験例１０では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染、ゴーストの発生も抑制されていた。低印字時の画像を印字する場合には、トナーの消費が少なく、かかるトナー消費に追従するトナーも少なくて済むため、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を通常印字率の画像の印字時よりも小さくしても、かかる回転速度の低下がトナーの帯電に及ぼす影響は小さく、画像に及ぼす影響は小さかった。
【０１６０】
また、実験例８〜実験例１０を比較すると、実験例９の方が実験例１０よりも濃度維持性及び、スリーブ汚染の発生の抑制効果に優れる傾向にあり、実験例８の方が実験例９よりも濃度維持性及び、カブリ、スリーブの抑制効果に優れる傾向にあった。なお、実験例８では磁気ローラ２２の周速度を小さくしているため、さらに長期間の使用においては、実験例９及び実験例１０よりも現像剤の劣化を抑制できると推察される。
【０１６１】
一方、低印字率の画像を印字するときに印字条件を変化させない実験例１１では、ゴーストの発生は認められなかったものの、濃度維持性が顕著に低下するのみならずスリーブ汚染も顕著であった。なお、カブリの発生も認められたが、許容できる範囲であった。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加するものである。
【０１６３】
これにより、現像剤のみならず現像剤担持体の劣化をも抑制して、長期間にわたって画像品質を安定して確保することができるため、メンテナンス性を向上させて作業者の負担を軽減することもできる。また、現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、像担持体にトナーを供給するトナー担持体を設け、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体とトナー担持体との周速度の差を小さくすることによって、トナー担持体上においてトナーの劣化を抑制することができる。
【０１６４】
また、トナー担持体に、直流電圧及び交流電圧を印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、交流電圧の周波数を大きくすることによって、トナーとトナー担持体との間の摺擦力を低減すると共に、現像性を向上させることができる。また、トナー担持体の表面に樹脂コート層を設けることによって、より効果的にトナーの劣化を抑制すると共に、トナー担持体と像担持体との間でのリークの発生を防止できる。
【０１６５】
また、規制部材の現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を確実に増加させることができる。また、規制部材と該規制部材に直近する磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を確実に増加させることができる。また、現像剤担持体に、直流バイアス及び交流バイアスを印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、直流バイアスを大きくすることによって、現像剤及び現像剤担持体の劣化を、より抑制することができる。
【０１６６】
また、第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることによって、現像剤担持体上に現像剤が滞留し易い状態であっても、現像剤の劣化を抑制できる。また、樹脂微粒子が外添されたトナーを用いることによって、現像剤担持体にトナーが付着し易い状態であっても、トナーの劣化を抑制することができる。また、上記現像装置を備えた画像形成装置とすることによって、長期間にわたって安定して品質が確保された画像を形成可能な画像形成装置となる。
【符号の説明】
【０１６７】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２１ａ 第１攪拌スクリュー
２１ｂ 第２攪拌スクリュー
２２ 磁気ローラ（現像剤担持体）
２２ａ 回転スリーブ
２２ｂ 磁界発生部材
２３ 現像ローラ（トナー担持体）
２３ａ 回転スリーブ
２３ｂ 現像ローラ側磁極
２５ 規制ブレード（規制部材）
３０ 第１バイアス印加装置
３１ 第２バイアス印加装置
３５ 主極
３６ 規制極
４５ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、帯電したトナーのみを移動させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）を用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより感光体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持することができトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（現像剤担持体）を用いて現像剤を感光体（像担持体）に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層（トナー層）を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
しかし、このような現像装置においては、長時間駆動時に熱的ストレスを受けた現像剤が劣化したり、トナーが過剰に帯電して現像ローラに付着する（スリーブ汚染）等の問題があった。また、現像剤の劣化やトナーの現像ローラに対する付着は、印字率等によっても影響される。
【０００７】
そこで、特許文献１には、印字率に応じて単位作動時間当たりの攪拌手段の回転量を制御することにより、攪拌性能を強化した現像装置におけるストレスによる現像剤の劣化及び劣化に起因する画質の低下を防止して高画質の画像を形成する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、現像剤担持体表面の現像剤量を規制する規制部に発生する磁界の強さを可変することにより、トナーへのストレスを緩和して、トナー寿命を長くし、安定したトナー像を形成する方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、トナー担持体上に担持されるトナーの層厚を６μｍ〜１５μｍにすると共に、該トナーの第１トナー帯電量個数分布と、現像剤担持体に担持されるトナーの第２トナー帯電量個数分布と、の半値幅の差を０．８（１０-10Ｃ／ｍ）以下とすることにより、画像濃度不良、カブリ、トナー飛散、ゴースト等を抑制し、長期に亘って安定した性能を維持する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２３５２７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０８５７９号公報
【特許文献３】特開２００９−３１７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１の方法では、攪拌手段による攪拌時の現像剤のストレスは緩和するものの、現像剤と現像ローラとの間で生じるストレスを緩和させることはできず、現像剤の劣化を十分に抑制できないおそれがある。また、特許文献２の方法では、トナーに対するストレスの緩和を図ることは可能となるが、更なる画質の向上に向けて一層のストレスの緩和が求められている。
【００１２】
一方、特許文献３の方法では、現像ローラ（トナー担持体）の表面をシリコン変性ウレタン樹脂で被覆することによってトナーの離形性等を向上させているが、二成分現像方式においてトナー担持体にこのようなコート層を設けると、長時間駆動時に磁気ローラ上に形成された磁気ブラシからの摺擦により、現像ローラ表面にトナーの外添成分等が堆積する場合があり、かかる場合には、画像濃度の低下や、現像ローラに交流電圧を印加する際にリークが発生して画像不具合が発生するおそれもある。
【００１３】
また、二成分現像方式で安定して画像形成を行うためには、磁気ローラから現像ローラ上に移動したトナーを該現像ローラ上で一定量に保つ必要があるが、トナー量が少ない場合やトナーと現像ローラとの付着力が大きい場合には、画像濃度が低下するおそれもある。また、かかる不具合は、トナーに外添成分として樹脂微粒子を添加する程大きくなり、また印字率によっても影響を受ける。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤のみならず現像剤担持体表面の劣化をも抑制して、長期間にわたって画像品質を安定して確保可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、少なくともトナーとキャリアとを含む現像剤が用いられ、複数の磁極を有する磁界発生部材が内部に設けられ像担持体にトナーを供給するための現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材と、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、が設けられた現像装置であって、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、前記現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体が設けられ、前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との周速度の差を小さくすることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体には、直流電圧及び交流電圧が印加され、前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記交流電圧の周波数を大きくすることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体の表面に、樹脂コート層が設けられたことを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記規制部材の前記現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記規制部材と該規制部材に直近する前記磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤担持体には、直流バイアス及び交流バイアスが印加され、前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記直流バイアスを大きくすることを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、前記攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることを特徴としている。
【００２３】
また本発明は、上記構成の現像装置において、樹脂微粒子が外添されたトナーが用いられることを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１の構成によれば、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上に担持された現像剤と現像剤担持体との間の摺擦力を低減すると共に、現像剤担持体上に担持された現像剤における現像剤担持体と接触する現像剤の割合を小さくすることができる。これにより、現像剤のみならず現像剤担持体の劣化をも抑制して、長期間にわたって画像品質を安定して確保することができる。
【００２６】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、像担持体にトナーを供給するトナー担持体を設け、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体とトナー担持体との周速度の差を小さくすることによって、トナー担持体上においてトナー量を増加させると共に磁気ブラシによる摺擦力を低減することができるため、トナー担持体上においてトナーの劣化を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の現像装置において、トナー担持体に、直流電圧及び交流電圧を印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、交流電圧の周波数を大きくすることによって、トナー担持体から像担持体へのトナーの移動を促進することができるため、トナーとトナー担持体との間の摺擦力を低減すると共に、現像性を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２または第３の構成の現像装置において、トナー担持体の表面に、樹脂コート層を設けることによって、トナー担持体に対するトナーの付着を抑制できるため、より効果的にトナーの劣化を抑制すると共に、トナー担持体と像担持体との間におけるリークの発生を防止することができる。
【００２９】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の現像装置において、規制部材の現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を、確実に増加させることができるため、効果的である。
【００３０】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の現像装置において、規制部材と該規制部材に直近する磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を確実に増加させることができるため、効果的である。
【００３１】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１〜第６のいずれかの構成の現像装置において、現像剤担持体に、直流バイアス及び交流バイアスを印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、直流バイアスを大きくすることによって、現像剤を現像剤担持体から離間させ易くすることができるため、現像剤及び現像剤担持体の劣化を、より抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第１〜第７のいずれかの構成の現像装置において、第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることによって、現像剤担持体上に現像剤が滞留し易い状態であっても、現像剤の劣化を抑制できる。
【００３３】
また、本発明の第９の構成によれば、上記第１〜第８のいずれかの構成の現像装置において、樹脂微粒子が外添されたトナーを用いることによって、現像剤担持体にトナーが付着し易い状態であっても、トナーの劣化を抑制することができる。
【００３４】
また、本発明の第１０の構成によれば、上記第１〜第９のいずれかの構成の現像装置を備えた画像形成装置とすることによって、長期間にわたって安定して品質が確保された画像を形成可能な画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】本実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺を示す部分側面断面図であって、図３（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図３（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図
【図４】磁気ローラ及び現像ローラに印加するバイアス構成の一例を示す図
【図５】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図６】本発明の第２実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺を示す部分側面断面図であって、図６（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図６（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図
【図７】本発明の第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御機構の一例を示すブロック図
【図８】本発明の第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御手順の一例を示フローチャート
【図９】ゴーストの評価に用いられる図形の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）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によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３７】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３８】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００３９】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００４０】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００４１】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００４２】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００４３】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４４】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ対１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラ対１２ｂに再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対１５から排出トレイ１７に排出される。
【００４５】
図２は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図であり、図３は、本実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺の構成を示す部分側面断面図であって、図３（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図３（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４６】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー（攪拌搬送部材）２１ａ及び第２攪拌スクリュー（攪拌搬送部材）２１ｂが回転可能に配設されている。
【００４７】
トナーは、結着樹脂と着色剤とを含有したものを母剤とし、かかる母剤と外添成分とを混合することにより形成されている。外添成分として、ポリスチレン樹脂等から成る樹脂微粒子を０．８重量％、疎水性フェームドシリカを２％、酸化チタン微粒子を１％、ステアリン酸亜鉛を０．１％添加することができるが、これら外添成分の種類や添加量等は、トナーの特性等に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。
【００４８】
また、トナーの体積平均粒子径を小さくすると、トナーをキャリア若しくは現像ローラ２３表面から引き剥がすことが困難となる傾向にあり、大きくすると、高画質化を十分に図れないおそれがある。従って、かかる観点を考慮すれば、トナーの体積平均粒子径Ｄｔをたとえば４．０μｍ≦Ｄt≦７．０μｍの範囲に規定することが好ましい。また、選択現像性を回避するという観点を考慮すれば、トナーの個数粒度分布におけるＣＶ値を２５％以下となるように粒子径の分布の広がりを抑えることが好ましい。
【００４９】
また、キャリアとしては、マグネタイトキャリア、Ｍｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系、樹脂中に磁性体を分散した樹脂キャリアなどを用いることができ、適宜表面処理して用いることも可能である。トナーを磁気ブラシから良好に引き剥がすという観点を考慮すれば、キャリアの体積固有抵抗率を１０6Ωｃｍ〜１０13Ωｃｍとすることが好ましい。
【００５０】
また、トナーと共に良好な磁気ブラシを形成するという観点を考慮すれば、キャリアの重量平均粒子径を５０μｍ以下とすることが好ましい。また、キャリアの飽和磁化は、例えば６５ｅｍｕ／ｇとすることができ、キャリアに対するトナーの混合比率Ｔ／Ｃは、例えば１２重量％とすることができる。
【００５１】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第１攪拌スクリュー２１ａの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。
【００５２】
なお、現像容器２０には、第２攪拌スクリュー２１ｂと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００５３】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブ２２ａの内部に配置され、複数の磁極を有するマグネット体から成る磁界発生部材２２ｂで構成されている。また、回転スリーブ２２ａは、支軸２２ｃを中心として回転し、磁界発生部材２２ｂは、回転スリーブ２２ａの内部に回転不能に固定されている。磁界発生部材２２ｂの磁極は、Ｓ極から成る主極３５、Ｎ極から成る規制極３６、Ｎ極から成る剥離極３７、Ｓ極から成る分離極３８、及びＳ極から成る汲上極３９の５極構成である。
【００５４】
また、現像容器２０には規制ブレード（規制部材）２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、規制ブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、規制ブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（規制ギャップ）が形成されている。
【００５５】
また、図２及び図３に示すように、規制ブレード２５は、規制ブレード２５を磁気ローラ２２に対して近接及び離間させ、規制ギャップの間隔を調整する間隔調整装置２７と連結されている。間隔調整装置２７は、規制ブレード２５の長手方向両端に配置されており、かかる両端と連結されたソレノイドから構成されている。
【００５６】
そして、間隔調整装置２７が作動することにより、図３（ａ）に示すように規制ブレード２７が磁気ローラ２２に対して近接して規制ギャップの間隔をＬ１に設定し、ソレノイドが停止することにより、図３（ｂ）に示すように規制ブレード２５が磁気ローラ２２に対して離間して規制ギャップの間隔をＬ１よりも大きいＬ２に設定するようになっている。かかる間隔調整機構２７としては、規制ブレード２５を移動させて規制ギャップの間隔を調整可能であれば特に限定されず、その他例えば、偏心カムとパルスモータとを用いること等もできる。
【００５７】
現像ローラ２３は、円筒状の回転スリーブ２３ａと、回転スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラ側磁極２３ｂで構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定の隙間（現像ギャップ）をもって対向している。また、回転スリーブ２３ａは、支軸２３ｃを中心として回転する。現像ローラ側磁極２３ｂはＮ極から構成され、磁界発生部材２２ｂの対向する主極３５と異極性である。また、回転スリーブ２３ａの表面は、シリコン変性ウレタン樹脂でコートされている。
【００５８】
図４は、磁気ローラ及び現像ローラに印加するバイアス構成の一例を示す図である。図４に示すように、現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス印加装置３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス印加装置３１が接続されている。また、第１バイアス印加装置３０及び第２バイアス印加装置３１は共通のグランドに接地されている。これら第１及び第２バイアス印加装置３０、３１から印加されるバイアスについては後述する。
【００５９】
前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第１攪拌スクリュー２１ａによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。規制ブレード２５には磁界発生部材２２ｂの規制極３６が対向するため、規制ブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異なる極性の磁性体を用いることにより、規制ブレード２５の先端と回転スリーブ２２ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００６０】
この磁界により、規制ブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラ２２上の磁気ブラシは規制ブレード２５によって層厚規制された後、現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、磁界発生部材２２ｂの主極３５及び現像ローラ側磁極２３ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラ２３表面に接触する。そして、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００６１】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との周速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００６２】
図５は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図５（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス印加装置３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相が異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス印加装置３１から印加される。
【００６３】
従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図５（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図５で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００６４】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００６５】
さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の剥離極３７により発生する水平方向（ローラ周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラ２３表面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラ２３から回転スリーブ２２ａ上に回収される。
【００６６】
さらに回転スリーブ２２ａが回転すると、磁界発生部材２２ｂの分離極３８及びこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、現像剤は現像容器２０内で回転スリーブ２２ａから離脱する。そして、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂにより攪拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシを形成し、規制ブレード２５へ搬送される。
【００６７】
ここで、高印字率の画像を印字するときには、磁気ローラ２２から現像ローラ２３、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａへとトナーが消費され、かかるトナー消費に追従するように第１攪拌室２０ｂから磁気ローラ２２上へとトナーを供給する必要がある。また、トナー補給口２０ｄから補給されたトナーを十分に帯電するためには、例えば第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を大きくする必要がある。
【００６８】
このため、攪拌によるストレスを受けてキャリア及びトナーが劣化し易い。このように現像剤が劣化すると、十分に帯電されていないトナーが磁気ローラ２２上に担持される。また、磁気ローラ２２上に担持された現像剤は、磁気ローラ２２と規制ブレード２５との間の規制ギャップを通過する際、これらの間に発生した磁界による拘束力によって磁気ローラ２２表面に摺擦される。
【００６９】
かかる摺擦力により、現像剤はストレスを受け、同時に磁気ローラ２２もストレスを受ける。さらに、劣化により帯電不十分なトナーが磁気ローラ２２から現像ローラ２３へと移動した後、現像ローラ２３上で磁気ブラシによる摺擦を受けると、トナーの劣化が一層進行する。
【００７０】
そこで、本実施形態では、印字率Ｓが第１基準印字率（第１の所定値）Ｓ１以上の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することにより、現像剤及び磁気ローラ２２の劣化を抑制することとした。また、間隔調整装置２７によって規制ブレード２５を磁気ローラ２２から離間させ、規制ギャップの間隔を大きくすることにより、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することとした。
【００７１】
なお、印字率Ｓが８％以上の場合に上記した現像剤の劣化が生じ易いことから、第１基準印字率を８％とし、８％以上の印字率Ｓ（Ｓ≧Ｓ１＝８％）を高印字率とした。また、かかる印字率Ｓに応じた磁気ローラ２２の周速度や規制ギャップの間隔の切り替え等は、制御部４５（図７参照）によって制御される。
【００７２】
図３（ａ）に示すように、印字率Ｓが８％未満（非高印字率とする）の画像を印字するとき、例えば磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、規制ブレード２５と磁気ローラ２２との間隔（規制ギャップの間隔）をＬ１（ここでは０．３ｍｍ）に設定した。そして、図３（ｂ）に示すように、高印字率の画像を印字するときには、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍと小さく、規制ギャップの間隔をＬ２（ここでは例えば０．５ｍｍ）と大きくなるように設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えば第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍとし、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍとした。
【００７３】
このように、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を非高印字率の画像の印字時よりも小さくしたため、規制ギャップを通過する際の現像剤と磁気ローラ２２との間に生じる摺擦力によるストレスを低減することができる。加えて、規制ギャップの間隔を大きくすることにより磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することができる。
【００７４】
また、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍから４５０ｒｐｍへと小さくする一方、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、現像ローラ２３の周速度は変化させず４００ｒｐｍに設定した。これにより、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との周速度差を小さくすることができる。
【００７５】
また、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を大きくすることとした。例えば、非高印字時の画像の印字時に、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖに設定し、高印字率の画像の印字時には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖに設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えばＶｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐ２を１８００Ｖ、周波数を４５００Ｈｚ、デューティ比を７０％とした。
【００７６】
また、高印字率の画像を印字するとき、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくすることとした。例えば、非高印字時の画像の印字時に、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）を５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐ１を１１００Ｖ、周波数を３０００Ｈｚに設定した場合、高印字率の画像の印字時には、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）の周波数のみを４０００Ｈｚと大きくなるように設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えばＶｓｌｖ（ＡＣ）のデューティ比を４０％とした。
【００７７】
一方、低印字率の画像を印字するときには、現像ローラ２３上で現像に使用されずに残留するトナー量が増加して現像ローラ２３上に滞留し、磁気ローラ２２に回収される残留トナー量も増加して磁気ローラ２２上に滞留する。このため、現像ローラ２３のトナー及び磁気ローラ２２上の現像剤において、より多くのストレスを受けて劣化したトナーの割合が増加する。
【００７８】
そこで、本実施形態では、印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１よりも小さい第２基準印字率（第２の所定値）Ｓ２以下の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を小さくすることにより、現像剤の劣化を抑制することとした。また、ここでは併せて磁気ローラ２２の周速度を小さくすることとした。なお、印字率Ｓが３％以下の場合に上記した残留トナー量が増加し易いことから、第２基準印字率Ｓ２を３％とし、３％以上の印字率Ｓ（Ｓ≦Ｓ２＝３％）を低印字率とした。
【００７９】
印字率Ｓが３％超８％未満（通常印字率とする）の画像を印字するとき、上記と同様に磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍに設定した。そして、低印字率の画像を印字するときには、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍに設定した。このとき、非高印字率及び高印字率の画像の印字時において、例えば規制ギャップの間隔を０．３ｍｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍとした。
【００８０】
このように、低印字率の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を通常印字率の画像の印字時よりも小さくしたため、磁気ローラ２２上の現像剤量が少なくなり、現像ローラ２３に移動するトナー量も現像ローラ２３から回収する残留トナー量も低減することができる。また、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの攪拌によって現像剤が受けるストレスを低減することもできる。また、磁気ローラ２２の周速度を小さくすることにより、現像剤と磁気ローラ２２との間で発生する摺擦力を低減することもできる。
【００８１】
上記の通り、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加したため、摺擦力によって生じる現像剤及び磁気ローラ２２に対するストレスを低減することができる。また、磁気ローラ２２上に担持された現像剤においてストレスを受けた現像剤の割合が減少するため、全体として現像剤に対するストレスを低減することができる。
【００８２】
これにより、現像剤及び磁気ローラ２２の劣化を抑制することができるため、かかる劣化によって生じる画像濃度のバラツキ、カブリ、ゴースト等の画像不具合の発生を防止できる。また、長期間にわたって画像品質を安定して確保することができる。また、磁気ローラ２２から現像ローラ２３に移動するトナー量も増加するため、後述するように現像ローラ２３上でのトナーの劣化も抑制して、画像不具合の発生を防止できる。
【００８３】
また、ここでは、規制ブレード２５の磁気ローラ２２との間隔を大きくすることにより磁気ローラ２２上の現像剤量を増加したため、磁気ローラ２２上の現像剤量を確実に増加させることができ、効果的である。また、磁気ローラ２２上の現像剤量が増加することにより、現像ローラ２３上のトナー量も増加する。
【００８４】
また、本実施形態では、磁気ローラ２２に加えて現像ローラ２３を設け、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との周速度の差を小さくしたため、現像ローラ２３上に担持されたトナーが、磁気ローラ２２上に形成された磁気ブラシによって受ける摺擦力を、低減できる。
【００８５】
これにより、トナーの劣化を抑制することができる。また、現像ローラ２３の周速度を変化させることなく磁気ローラ２２の周速度のみを変化させて周速度の差を小さくしたため、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａへの現像性を印字率Ｓによらず一定に維持することができ、画像不具合の発生を、より防止することも可能となる。
【００８６】
加えて、磁気ブラシに摺擦されても、トナーの一部や外添成分といったトナー成分がトナーから脱離することを抑制できるため、脱離したトナー成分が現像ローラ２３上に堆積し、現像ローラ２３と感光体ドラム１ａとの間でリークが発生することを防止できる。さらに、磁気ローラ２２上の現像剤量が増加すると現像ローラ２３上のトナー量も増加するため、現像ローラ２３上に担持されたトナーにおいてストレスを受けたトナーの割合が減少する。これにより、全体としてトナーに対するストレスを低減し、トナーの劣化を抑制できる。
【００８７】
また、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を大きくしたため、磁気ローラ２２上のトナーが帯電不足であっても、より確実に磁気ローラ２２からトナーを離間させ、現像ローラ２３へと移動させることができる。ここでは現像ローラ２３を用いたため、現像ローラ２３上のトナー量を増加することもでき、現像ローラ２３上においてもトナーの劣化を抑制できる。なお、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、現像剤の種類や、その他装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくしたため、現像ローラ２３上のトナーが帯電不足であっても、現像ローラ２３から感光体ドラム１ａへのトナーの移動を促進することができる。これにより、現像性を向上し、カブリ等の画像不具合の発生を抑制することができる。なお、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、トナーの種類や、その他装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、現像ローラ２３の表面に樹脂コート層を設けたため、現像ローラ２３に対するトナーの付着を抑制できる。これにより、より効果的にトナーの劣化を抑制すると共に、現像ローラ２３と感光体ドラム１ａとの間におけるリークの発生を防止することができる。また、本実施形態では、樹脂微粒子が外添されたトナーを用いたため、磁気ローラ２２や現像ローラ２３にトナーが付着し易い状態であっても、トナーの劣化を抑制することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、低印字率の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を小さくしたため、現像ローラ２３から回収した残留トナー量を低減すると共に、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの攪拌によって現像剤が受けるストレスを低減することができる。これにより、磁気ローラ２２上にトナーが滞留し易い状態であっても、現像剤の劣化を抑制できる。また、ここでは磁気ローラ２２の周速度を小さくしたため、現像剤と磁気ローラ２２との間で発生する摺擦力を低減することができ、現像剤の劣化を、より抑制することができる。
【００９１】
ここでは現像ローラ２３の周速度を変化させなかったが、現像ローラ２３の周速度を小さくすることにより、現像ローラ２３上でのトナーの劣化を抑制することも可能となる。ただし、現像ローラ２３の周速度を印字率Ｓに応じて変化させると画像不具合が発生するおそれがあるので、かかる不具合の発生状況や装置構成等に応じて現像ローラ２３の周速度を適宜設定することができる。
【００９２】
また、磁気ローラ２２上の現像剤量が少なくなることにより、現像ローラ２３上に移動するトナー量も現像後に現像ローラ２３上に滞留する残留トナー量も低減することができるため、現像ローラ２３上においてもトナーの劣化を抑制できる。なお、低印字率の画像を印字するときには、現像によるトナーの消費量が少なく、かかるトナー消費量に追従するトナー量も少なくて済むため、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を通常印字率の画像の印字時よりも小さくしても、かかる回転速度の低下がトナーの帯電に及ぼす影響は少ない。
【００９３】
また、本実施形態では、高印字率の画像を印字するとき、規制ブレード２５の間隔をＬ１からＬ２へと大きくとしたが、かかる間隔Ｌ１、Ｌ２は特に限定されるものではなく、現像性、現像剤の劣化の程度やその他の装置構成等に応じて適宜設定することができる。例えば、Ｌ２が小さ過ぎると、磁気ローラ２２上の現像剤量を十分に増加させることができず、摺擦力を十分に低減できないおそれがある。
【００９４】
一方、Ｌ２大き過ぎると、磁気ローラ２２上の現像剤量が増加し過ぎて画像不具合が発生するおそれがある。従って、例えばかかる観点を考慮してＬ２を適宜設定することができる。また、磁気ローラ２２上の現像剤量の調整方法は本実施形態の規制ブレード２５に特に限定されるものではない。
【００９５】
図６は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の規制ブレード周辺を示す部分側面断面図であって、図６（ａ）は、非高印字率の画像を印字するときの状態を示す図であり、図６（ｂ）は、高印字率の画像を印字するときの状態を示す図である。図２及び図３と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。
【００９６】
本実施形態では、図６に示すように、磁気ブレード２２の内部に配置される磁界発生部材２２ｂを、支軸２２ｃを中心として回転可能とした。支軸２２ｃの先端は図示しないがＤカット形状に加工されており、図示しない駆動モータに連結されている。また、磁界発生部材２２ｂは、回転スリーブ２２ａとは別途回転する。
【００９７】
非高印字率の画像を印字するときは、図６（ａ）に示すように規制極３６を規制ブレード２５に対向（直近）する通常の位置に配置する。そして、高印字率の画像を印字するときは、図６（ｂ）に示すように磁界発生部材２２ｂを図の反時計回りに所定量θ（ここでは５°）回転させて、規制極３６を図３（ａ）の状態からずらした位置に配置する。これにより、高印字率の画像を印字するときには、規制ギャップに発生する磁界の強さを小さくして、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加することができる。
【００９８】
磁界発生部材２２ｂを回転する駆動モータとしては、回転量（回転角度）の微調整が必要となるため、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御されるステッピングモータを用いることが好ましい。また、磁界発生部材２２ｂの回転量が大きくなるほど規制ブレード２５に対する規制極３６のずれ量も大きくなり、磁界の強さをより大きく可変させることができるが、同時に他の磁極、すなわち主極３５、剥離極３７、分離極３８、汲上極３９のずれ量も大きくなる。例えば磁界発生部材２２ｂの回転量が大きい場合、主極３５が元の位置から大きくずれ、感光体ドラム１ａに対向する位置での磁界の強さが小さくなって現像に不具合が生じるおそれがある。
【００９９】
一方、磁界発生部材２２ｂの回転角度が小さくなるほど、磁界の変化が小さく現像剤が受ける摺擦力の低減効果が十分に得られないおそれがある。従って、例えばかかる観点を考慮して磁界発生部材２２ｂの回転量を適宜設定することができ、磁界発生部材２２ｂを回転させる所定量θは、例えば、２°以上１０°以下とすることが好ましい。
【０１００】
このように、本実施形態では、磁気ローラ２２の内部に、回転可能な磁界発生部材２２ｂを設け、磁界発生部材２２ｂが所定量回転して、規制ブレード２５と、規制ブレード２５に直近する規制極３６と、の間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、磁気ローラ２２上に担持される現像剤量を増加したため、磁気ローラ２２上の現像剤量を確実に増加させることができ、効果的である。また、現像ローラ２３上のトナー量も確実に増加させることができる。
【０１０１】
なお、ここでは磁界発生部材２２ｂを磁気ローラ２２の回転方向とは反対方向に回転させているが、磁界発生部材２２ｂの回転方向は他の磁極に与える影響等を考慮して適宜設定すれば良い。その他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１０２】
次に、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御機構について説明する。図７は、上記した第１実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の制御機構の一例を示すブロック図である。図１〜図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７、画像入力部４２、ＡＤ変換部４３、記憶部４４、制御部４５、操作パネル４６、及び装置各部を駆動する駆動モータであるメインモータ４７、攪拌用モータ４８を含む構成である。
【０１０３】
画像入力部４２は、画像形成装置１００が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部（図示せず）であり、画像形成装置１００が図１に示すようなプリンタである場合、パーソナルコンピュータ（不図示）等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部４２より入力された画像信号は制御部４５に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、ＡＤ変換部４３においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部４４内の画像メモリ５０に送出される。なお、画像入力部４２及びＡＤ変換部４３は、印字される画像の印字率Ｓを検知する印字率検知手段としての機能も有する。
【０１０４】
画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、帯電ユニット２ａ〜２ｄ、露光ユニット４、現像装置３ａ〜３ｄ、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ等から構成され、ＡＤ変換部４３において変換され画像メモリ５０に記憶された画像データをもとに感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像を形成する。
【０１０５】
記憶部４４は、画像メモリ５０、ＲＡＭ５１、及びＲＯＭ５２を備えており、画像メモリ５０は、画像入力部４２において入力され、ＡＤ変換部４３においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部４５に送出する。ＲＡＭ５１及びＲＯＭ５２は、制御部４５の画像処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、記憶部４４には、画像の印字率Ｓと磁気ローラ２２の周速度及び現像ローラ２３の周速度とを関連付けたパラメータや、印字率Ｓと第１バイアス印加装置３０及び第２バイアス印加装置３１（図４参照）によって磁気ローラ２２及び現像ローラ２３に印加されるバイアスとを関連付けたパラメータや、印字率Ｓと第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂ（図２参照）の回転速度とを関連付けたパラメータ等も記憶されている。
【０１０６】
操作パネル４６は、画像形成装置１００が複写機の場合には、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷サイズ等、印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部４４にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。また、画像形成装置１００が図１に示すプリンタの場合には、操作パネル４６は、パーソナルコンピュータ（不図示）上に表示される入力部から構成されている。
【０１０７】
メインモータ４７は、制御部４５からの制御信号に応じて感光体ドラム１ａ〜１ｄ、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、定着部７等を駆動する。攪拌用モータ４８は、制御部４５からの制御信号に応じて現像装置３ａ〜３ｄ内の第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂ、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３（図２参照）を回転させる。なお、攪拌用モータ４８に代えて、メインモータ４７からクラッチ（不図示）で駆動力を伝達するようにすることもできる。
【０１０８】
制御部４５は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部４２、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７やこれらの駆動するメインモータ４７、攪拌用モータ４８、及び用紙カセット１６（図１参照）からの用紙Ｐの搬送等を全般的に制御するとともに、画像入力部４２から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に潜像を形成する。
【０１０９】
さらに制御部４５は、ＡＤ変換部４３においてデジタル変換された画像信号の印字情報に基づいて磁気ローラ２２の周速度、現像ローラ２３の周速度、間隔調整装置２７の駆動、第１及び第２バイアス印加装置３０、３１から印加されるバイアス、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を制御する機能を有している。
【０１１０】
次に、第１実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の制御動作について説明する。図８は、第１実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の制御手順の一例を示すフローチャートである。図２、図３及び図７を参照しながら、図８のステップに従い本制御例の実行手順について説明する。
【０１１１】
先ず、ユーザにより印字（画像形成）が開始されると、制御部４５は、例えば初期条件として、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ギャップをＬ１（ここでは０．３ｍｍ）、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖ、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を３０００Ｈｚに設定する（ステップＳ１）。
【０１１２】
次に、画像入力部４２より入力された画像信号はＡＤ変換部４３においてデジタル信号に変換された後、画像メモリ５０に出力されると、画像メモリ５０内のデジタル信号が制御部４５に読み出され、制御部４５はデジタル信号に基づいて印字率Ｓを算出する（ステップＳ２）。次に、算出された印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１以上（ここでは８％以上）か否かが判断される（ステップＳ３）。
【０１１３】
印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１以上（Ｓ≧Ｓ１＝８％）である場合は、制御部４５から攪拌用モータ４８、間隔調整装置２７及び第１及び第２バイアス印加装置３０、３１に制御信号が送信され、例えば磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍと小さく（減少）すると共に（ステップＳ４）、規制ブレード２５を磁気ローラ２２に対して離間させることにより規制ギャップの間隔をＬ２（ここでは０．５ｍｍ）と大きく（増大）し（ステップＳ５）、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖと大きくし（ステップＳ６）、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を４０００Ｈｚと大きくする（ステップＳ７）。そして、ステップＳ４〜ステップＳ７で設定された条件で印字が開始され（ステップＳ８）、処理を終了する。
【０１１４】
一方、ステップＳ３において印字率Ｓが第１基準印字率Ｓ１未満（Ｓ＜Ｓ１＝８％）の場合は、印字率Ｓが第２基準印字率Ｓ２（ここでは３％）以下か否かが判断される（ステップＳ９）。印字率Ｓが第２基準印字率Ｓ２以下（Ｓ≦Ｓ２＝３％）である場合は、制御部４５から攪拌用モータ４８に制御信号が送信され、磁気ローラ２２の周速度を例えば４５０ｒｐｍと小さくして現像ローラ２３との周速度の差を小さくすると共に（ステップＳ１０）、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を例えば２２５ｒｐｍと小さくする（ステップＳ１１）。そして、ステップＳ１０及びステップＳ１１で条件を設定後、ステップＳ８に移行して印字が開始され、処理を終了する。
【０１１５】
一方、ステップＳ９において印字率Ｓが第２基準印字率Ｓ２超（Ｓ＞Ｓ２＝３％）の場合は、初期状態のまま、すなわち磁気ローラ２２の周速度、現像ローラ２３の周速度、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度、規制ギャップの間隔、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を変化させることなく、ステップＳ８に移行して印字が開始され、処理を終了する。
【０１１６】
本制御例では、規制ブレード２５を磁気ローラ２２に対して離間させる例を示したが、これは一例に過ぎず、制御動作は特に限定されるものではない。その他例えば、上記第２実施形態に示す現像装置３ａ〜３ｄを用いる場合には、ステップＳ５において規制ギャップの間隔を大きくする代わりに、磁界発生部材２２ｂを、上記図６（ａ）に示す規制極３６が規制ブレード２５と対向する位置から、上記図６（ｂ）に示す位置まで回転させればよい。
【０１１７】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、磁気ローラ２２の周速度、現像ローラ２３の周速度、規制ギャップの間隔、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度、磁気ローラ２２の磁界発生部材２２ｂの回転角度等は、特に限定されず、装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【０１１８】
また、上記各実施形態では、磁気ローラ２２の磁界発生部材２２ｂを構成する磁極として、主極３５、分離極３８及び汲上極３９がＳ極、規制極３６及び剥離極３７がＮ極である場合について説明したが、主極３５、分離極３８及び汲上極３９をＮ極、規制極３６及び剥離極３７をＳ極とすることもできる。また、上記各実施形態では、磁気ローラ２３の内部の磁極を５極としたが、かかる磁極数も５極に限られず、その他７極等とすることもできる。また、上記実施形態では、制御部４５を画像形成装置１００に設けたが、現像装置３ａ〜３ｄに設けることもできる。
【０１１９】
また、上記各実施形態では、現像ローラ２３を用いた現像装置３ａ〜３ｄについて説明したが、その他、現像ローラ２３を設けず、現像剤を磁気ローラ２２上に担持させ、磁気ローラ２２上の現像剤からトナーのみを、感光体ドラム１ａ〜１ｄとの電位差により感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に移動させる現像装置についても同様に、本発明を適用することができる。
【０１２０】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【０１２１】
実験例１
図２及び図３に示す第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄを備えた図１に示す画像形成装置１００を用いた。また、トナーとして、母剤に疎水性フュームドシリカアエロジル（登録商標）Ｒ１０４（日本アエロジル製）を２％、酸化チタン微粒子ＥＣ−１００（チタン工業製）を１％、ステアリン酸亜鉛（川村化成製）を０．１％、ポリスチレン樹脂微粒子（重量平均分子量２８万〜３２万、平均一次粒子径：０．０７μｍ、軟化点２００℃以上）を０．８％外添した平均粒径６．８μｍの正帯電トナーを用い、キャリアとして、体積固有抵抗１０10Ω、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアを用い、Ｔ／Ｃを１２重量％とした。
【０１２２】
そして、表１に示すように、印字率Ｓが８％未満（非高印字率）の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ブレード２５による規制ギャップの間隔を０．３ｍｍとし、印字率Ｓが８％以上（高印字率）の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍ、規制ギャップの間隔を０．５ｍｍとするように制御を行い、印字を行った。
【０１２３】
なお、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐ２を１８００Ｖ、周波数を４５００Ｈｚ、デューティ比を７０％とし、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＤＣ）を５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐ１を５０Ｖ、周波数を３０００Ｈｚ、デューティ比を４０％とした。
【０１２４】
実験例２
図６に示す第２実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄを備えた図１に示す画像形成装置１００を用いた。表１に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時に、規制ギャップの間隔を大きくする代わりに、磁気ローラ２２内の第２磁界発生部材２２ｂが磁気ローラ２２の回転方向上流側に向かって５°回転（図６（ｂ）参照）するように制御を行う以外は、実験例１と同様にして印字を行った。
【０１２５】
実験例３
表１に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時においても、印字率Ｓが８％未満の画像の印字時と同じ条件で印字すること以外は、実験例１と同様にして印字を行った。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
評価
上記した実験例１〜実験例３について、濃度維持性、カブリ、現像ローラ２３に対するトナーの付着性（スリーブ汚染）及びゴーストについて評価を行った。各評価方法は、以下の通りであり、評価結果を表２に示す。
【０１２８】
＜濃度維持性＞
印字率Ｓが１０％のテスト画像を５０００枚印字後において、スペクトロアイ反射濃度計（グレタグマクベス社製）を用いて画像濃度（ＩＤ）を測定した。そして、印字１枚目と５０００枚目とでベタ画像のＩＤの差が０．１５未満である場合を○、０．１５以上０．３以下である場合を△、０．３超である場合を×とした。
【０１２９】
＜カブリ＞
印字率Ｓが０．２％のテスト画像を５０００枚印字し、次いで印字率Ｓが２０％のテスト画像を１０００枚印字した後において、スペクトロアイ反射濃度計（グレタグマクベス社製）を用いて印字１０００枚目の白紙部のカブリ濃度を測定した。そして、カブリ濃度が０．００９未満である場合を○、０．００９以上０．０１５以下である場合を△、０．０１５超である場合を×とした。
【０１３０】
＜スリーブ汚染＞
印字率Ｓが１０％の画像を２００００枚印字した後において、現像ローラ２３表面の堆積抵抗率ＲをハイレスタＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０（三菱化学アナリテック製）にて測定し、印字前の堆積抵抗値Ｒ０に対する２０００枚印字後の堆積抵抗値Ｒ１の比（Ｒ１／Ｒ０）を算出した。そして、Ｒ１／Ｒ０が１０未満である場合を○、１０以上１００以下である場合を△、１００超である場合を×とした。
【０１３１】
＜ゴースト＞
印字率Ｓが０．２％のテスト画像を５０００枚印字した後、図９に示すように、印字濃度１００％の図形Ｆ１からなるベタ画像と、図形Ｆ１を含むような大きさの図形Ｆ２から成るハーフ画像と、を転写紙Ｐの搬送方向（図９の矢印方向）下流側から順に、現像ローラ２３の１周分以上の間隔を隔てて並べた画像を印字し、スペクトロアイ反射濃度計（グレタグマクベス社製）を用いて、図形Ｆ２においてＦ１と重なる部分と、重ならない部分と、の濃度を測定し、両者間の濃度差を算出した。
【０１３２】
そして、濃度差が０．１０％未満である場合を○、０．１０％以上０．２０％以下である場合を△、０．２０％超である場合を×とした。なお、ゴーストの評価においては、実験例１及び実験例２共に、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時の条件で、印字率Ｓが０．２％のテスト画像を印字した。また、図９に示す図形は一例に過ぎず、特に限定されるものではない。
【０１３３】
【表２】
【０１３４】
表２に示すように、８％以上の高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に規制ギャップの間隔を大きくした実験例１、及び、磁気ローラ２２の周速度を小さくすると共に磁気ローラ２２の第１磁界発生部材２２ｂを回転させた実験例２ではいずれも、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染の発生も抑制されていた。
【０１３５】
また、実験例１及び実験例２に示すように、磁気ローラ２２の周速度を小さくしたり、磁気ローラ２２上の現像剤量を増加したり、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を小さくした場合には、ゴーストが発生し易くなっている。しかし、ゴースト評価の結果、このような場合であっても、ゴーストの発生が認められないことが確認された。また、実験例１及び実験例２では、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度も低下させたが、帯電不足によるスリーブ汚染や画像不具合は認められなかった。
【０１３６】
一方、高印字率の画像を印字するときに印字条件を変化させない実験例３では、現像ローラ２３に対するトナーの付着が顕著であった。なお、濃度維持性の低下及びカブリの発生も認められたが、許容できる範囲であった。
【実施例２】
【０１３７】
実験例４
表３に示すように、印字率Ｓが８％未満の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリューの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ブレード２５による規制ギャップの間隔を０．３ｍｍ、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を２８０Ｖ、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐを１１００Ｖ、周波数を３０００Ｈｚとし、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリューの回転速度を２２５ｒｐｍ、規制ギャップの間隔を０．５ｍｍ、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖ、Ｖｓｌｖ(ＡＣ)の周波数を４０００Ｈｚとするように制御を行うこと以外は、実験例１と同様にして印字を行った。
【０１３８】
実験例５
表３に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時には、規制ギャップの間隔を０．３ｍｍに維持したまま、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍ、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖとするように制御を行うこと以外は、実験例４と同様にして印字を行った。
【０１３９】
実験例６
表３に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時に、規制ギャップの間隔を０．３ｍｍに維持したまま、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍ、Ｖｍａｇ（ＤＣ）を３００Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を４０００Ｈｚとするように制御を行うこと以外は、実験例４と同様にして印字を行った。
【０１４０】
実験例７
表３に示すように、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時においても、印字率Ｓが８％未満の画像の印字時と同じ条件で印字すること以外は、実験例４と同様にして印字を行った。
【０１４１】
【表３】
【０１４２】
評価
上記した実験例４〜実験例７について、上記実験例１〜実験例３と同様にして、濃度維持性、カブリ、スリーブ汚染及びゴーストについて評価を行った。なお、ゴーストの評価においては、実験例４〜実験例６共に、印字率Ｓが８％以上の画像の印字時の条件で、印字率Ｓが０．２％のテスト画像を印字した。評価結果を表４に示す。
【０１４３】
【表４】
【０１４４】
表４に示すように、８％以上の高印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２の周速度を小さくし、規制ギャップの間隔を大きくすると共に、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）及び現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくした実験例４では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染も抑制されていた。また、ゴーストの発生も認められなかった。
【０１４５】
また、高印字率の画像を印字するとき、規制ギャップの間隔はそのままにして、磁気ローラ２２の周速度を小さくし、磁気ローラ２２に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）を大きくした実験例５では、カブリの発生が認められたが許容できる範囲であった。一方、濃度維持性は良好であり、スリーブ汚染及びゴーストの発生は抑制されていた。
【０１４６】
また、高印字率の画像を印字するとき、実験例５に加え、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくした実験例６では、濃度維持性は良好であり、スリーブ汚染、ゴーストの発生が抑制されていたのに加え、カブリの発生も抑制されていた。また、実験例５及び実験例６の結果、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＡＣ）の周波数を大きくすると、特にカブリの発生を効果的に抑制できることがわかった。
【０１４７】
さらに、実験例４の結果を、実験例５及び実験例６と共に考察すると、実験例４の方が実験例５よりもカブリ、スリーブ汚染の発生の抑制効果に優れる傾向にあることがわかった。また、実験例４の方が実験例６よりも、濃度維持性に優れる傾向にあることがわかった。なお、実験例４では磁気ローラ２２上の現像剤量が増加しているため、さらに長期間の使用においては、実験例５及び実験例６よりも現像剤の劣化を抑制できると推察される。また、実験例４〜実験例６では、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度も低下させたが、帯電不足によるスリーブ汚染や、顕著な画像不具合は認められなかった。
【０１４８】
一方、高印字率の画像を印字するときに印字条件を変化させない実験例７では、現像ローラ２３に対するトナーの付着が顕著であった。なお、濃度維持性の低下及びカブリの発生も認められたが、許容できる範囲であった。
【実施例３】
【０１４９】
実験例８
図２及び図３に示す第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄを備えた図１に示す画像形成装置１００を用いた。そして、表５に示すように、印字率Ｓが３％超（通常印字率）の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を３００ｒｐｍ、規制ギャップの間隔を０．３ｍｍとし、印字率３％以下（低印字率）の画像の印字時には、磁気ローラ２２の周速度を４５０ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を３００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍとするような制御を行い、印字を行った。
【０１５０】
なお、その他、用いたトナー及びキャリア、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）及びＶｍａｇ（ＡＣ）、現像ローラ２３に印加するＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）は、実験例１と同様とした。
【０１５１】
実験例９
表５に示すように、印字率Ｓが３％以下の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍに維持したまま、現像ローラ２３の周速度を３００ｒｐｍ、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍとするように制御を行うこと以外は、実験例８と同様にして印字を行った。
【０１５２】
実験例１０
表５に示すように、印字率Ｓが３％以下の画像の印字時に、磁気ローラ２２の周速度を６００ｒｐｍ、現像ローラ２３の周速度を４００ｒｐｍに維持したまま、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を２２５ｒｐｍとするように制御を行うこと以外は、実験例８と同様にして印字を行った。
【０１５３】
実験例１１
表５に示すように、印字率３％以下の画像の印字時においても、３％超の印字率の画像の印字時と同じ条件で印字すること以外は、実験例８と同様にして印字を行った。
【０１５４】
【表５】
【０１５５】
評価
上記した実験例８〜実験例１１について、濃度維持性についは印字率Ｓが０．２％のテスト画像、スリーブ汚染については印字率Ｓが２％のテスト画像を印字すること以外は上記実験例１〜実験例３と同様にして、濃度維持性、カブリ、スリーブ汚染及びゴーストについて評価を行った。評価結果を表６に示す
【０１５６】
【表６】
【０１５７】
表６に示すように、３％以下の低印字率の画像を印字するとき、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の周速度を小さくし、両者の周速度の差を小さくすると共に、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を低下させた実験例８では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染の発生も抑制されていた。また、ゴーストの発生は認められたが、許容できる範囲であった。
【０１５８】
また、低印字率の画像を印字するとき、現像ローラ２３の周速度を小さくすると共に第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を低下させた実験例９では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染の発生も抑制されていた。また、ゴーストの発生は認められたが、許容できる範囲であった。
【０１５９】
また、低印字率の画像を印字するとき、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を低下させた実験例１０では、濃度維持性が良好であり、カブリ、スリーブ汚染、ゴーストの発生も抑制されていた。低印字時の画像を印字する場合には、トナーの消費が少なく、かかるトナー消費に追従するトナーも少なくて済むため、第１及び第２攪拌スクリュー２１ａ、２１ｂの回転速度を通常印字率の画像の印字時よりも小さくしても、かかる回転速度の低下がトナーの帯電に及ぼす影響は小さく、画像に及ぼす影響は小さかった。
【０１６０】
また、実験例８〜実験例１０を比較すると、実験例９の方が実験例１０よりも濃度維持性及び、スリーブ汚染の発生の抑制効果に優れる傾向にあり、実験例８の方が実験例９よりも濃度維持性及び、カブリ、スリーブの抑制効果に優れる傾向にあった。なお、実験例８では磁気ローラ２２の周速度を小さくしているため、さらに長期間の使用においては、実験例９及び実験例１０よりも現像剤の劣化を抑制できると推察される。
【０１６１】
一方、低印字率の画像を印字するときに印字条件を変化させない実験例１１では、ゴーストの発生は認められなかったものの、濃度維持性が顕著に低下するのみならずスリーブ汚染も顕著であった。なお、カブリの発生も認められたが、許容できる範囲であった。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加するものである。
【０１６３】
これにより、現像剤のみならず現像剤担持体の劣化をも抑制して、長期間にわたって画像品質を安定して確保することができるため、メンテナンス性を向上させて作業者の負担を軽減することもできる。また、現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、像担持体にトナーを供給するトナー担持体を設け、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、現像剤担持体とトナー担持体との周速度の差を小さくすることによって、トナー担持体上においてトナーの劣化を抑制することができる。
【０１６４】
また、トナー担持体に、直流電圧及び交流電圧を印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、交流電圧の周波数を大きくすることによって、トナーとトナー担持体との間の摺擦力を低減すると共に、現像性を向上させることができる。また、トナー担持体の表面に樹脂コート層を設けることによって、より効果的にトナーの劣化を抑制すると共に、トナー担持体と像担持体との間でのリークの発生を防止できる。
【０１６５】
また、規制部材の現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を確実に増加させることができる。また、規制部材と該規制部材に直近する磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、現像剤量を増加することによって、現像剤担持体上の現像剤量を確実に増加させることができる。また、現像剤担持体に、直流バイアス及び交流バイアスを印加し、第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、直流バイアスを大きくすることによって、現像剤及び現像剤担持体の劣化を、より抑制することができる。
【０１６６】
また、第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることによって、現像剤担持体上に現像剤が滞留し易い状態であっても、現像剤の劣化を抑制できる。また、樹脂微粒子が外添されたトナーを用いることによって、現像剤担持体にトナーが付着し易い状態であっても、トナーの劣化を抑制することができる。また、上記現像装置を備えた画像形成装置とすることによって、長期間にわたって安定して品質が確保された画像を形成可能な画像形成装置となる。
【符号の説明】
【０１６７】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２１ａ 第１攪拌スクリュー
２１ｂ 第２攪拌スクリュー
２２ 磁気ローラ（現像剤担持体）
２２ａ 回転スリーブ
２２ｂ 磁界発生部材
２３ 現像ローラ（トナー担持体）
２３ａ 回転スリーブ
２３ｂ 現像ローラ側磁極
２５ 規制ブレード（規制部材）
３０ 第１バイアス印加装置
３１ 第２バイアス印加装置
３５ 主極
３６ 規制極
４５ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともトナーとキャリアとを含む現像剤が用いられ、
複数の磁極を有する磁界発生部材が内部に設けられ像担持体にトナーを供給するための現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持される現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材と、
前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、が設けられた現像装置であって、
第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、前記現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体が設けられ、
前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との周速度の差を小さく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】
前記トナー担持体には、直流電圧及び交流電圧が印加され、
前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記交流電圧の周波数を大きく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】
前記トナー担持体の表面に、樹脂コート層が設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記規制部材の前記現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記規制部材と該規制部材に直近する前記磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体には、直流バイアス及び交流バイアスが印加され、
前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記直流バイアスを大きくすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、前記攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
樹脂微粒子が外添されたトナーが用いられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
少なくともトナーとキャリアとを含む現像剤が用いられ、
複数の磁極を有する磁界発生部材が内部に設けられ像担持体にトナーを供給するための現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持される現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材と、
前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、が設けられた現像装置であって、
第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体の周速度を小さくすると共に、前記現像剤担持体上に担持される現像剤量を増加することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体から供給されたトナーを担持し、前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体が設けられ、
前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との周速度の差を小さく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】
前記トナー担持体には、直流電圧及び交流電圧が印加され、
前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記交流電圧の周波数を大きく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】
前記トナー担持体の表面に、樹脂コート層が設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記規制部材の前記現像剤担持体との間隔を大きくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記規制部材と該規制部材に直近する前記磁極との間に発生する磁界の強さを小さくすることにより、前記現像剤量を増加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体には、直流バイアス及び交流バイアスが印加され、
前記第１の所定値以上の印字率の画像を印字するとき、前記直流バイアスを大きくすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以下の印字率の画像を印字するとき、前記攪拌搬送部材の回転速度を小さくすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
樹脂微粒子が外添されたトナーが用いられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−９５３５０（Ｐ２０１１−９５３５０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７２２２（Ｐ２００９−２４７２２２）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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