JP2008224912A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド現像において、使用する現像剤の特性に関わらず、現像メモリを確実に防止することを目的とする。
【解決手段】トナーとキャリアを含む現像剤を用いて静電潜像担持体１２上の静電潜像を可視像化する現像装置３４に、磁石体５８と磁石体５８の周囲を回転する第１の回転円筒体６０とを有する第１の搬送部材５４と、第１の領域８８を介して第１の回転円筒体４８に対向し、第２の領域９６を介して静電潜像担持体１２に対向する第２の搬送部材（第２の回転円筒体）４８と、第１の回転円筒体６０に保持された状態において磁気ブラシ１９０を構成する現像剤と、第１の搬送部材５４と第２の搬送部材４８の間に電界を形成する第１の電界形成手段１１４と、第２の搬送部材４８と静電潜像担持体１２の間に電界を形成する第２の電界形成手段１１２と、磁気ブラシ１９０と第２の回転円筒体４８を相対的に振動させる磁気ブラシ振動機構１８０とを設ける。
【選択図】図１３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及びこの画像形成装置に使用される現像装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に採用されている現像方式として、ハイブリッド現像と呼ばれる現像方式の技術が特許文献１等で提案されている。ハイブリッド現像を採用した画像形成装置は、磁気ローラと現像ローラとを備えた現像装置を有し、磁気ローラの外周面に保持された非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤からトナーだけを選択的に現像ローラの外周面に供給し、この現像ローラの外周面に保持されたトナーを用いて感光体上の静電潜像（静電潜像画像部）を現像するように構成される。

ハイブリッド現像では、磁気ローラの外周面に保持された現像剤が、磁気ローラの周囲に形成される磁力線に沿って配置され、このように配置された状態の現像剤は磁気ブラシと呼ばれる。磁気ローラと現像ローラとの近接領域（供給回収領域）では、磁気ブラシの先端が現像ローラの外周面に接触し、磁気ブラシを構成する現像剤のうちトナーだけが、磁気ローラと現像ローラとの間に形成された電界により、現像ローラの外周面へ移動する。現像ローラの外周面に保持されたトナーの一部は、感光体との近接領域（現像領域）において、現像ローラと感光体との間に形成された電界により感光体の静電潜像画像部へ移動し、現像ローラ上の残りのトナーは、現像ローラの回転により供給回収領域に搬送されると、磁気ブラシの先端により機械的に掻き取られ、現像ローラの外周面から除去される。

ハイブリッド現像は、トナーが受けるストレスが小さいこと、高品質の画像が得られること、トナーの飛散が少ないことなどの利点を有するが、現像メモリと呼ばれる現象の発生を防止することが課題となっている。現像メモリとは、現像領域で現像ローラ上に生じる反転画像（感光体上に形成される画像の濃淡が反転した画像）が、現像ローラ上に残されたまま、現像ローラの回転により再び現像領域に搬送されたとき、反転画像が感光体上に現像されてしまう現象をいう。

ハイブリッド現像において、現像メモリは、供給回収領域において磁気ブラシによるトナーの回収が十分に行われないときに生じるものと考えられる。具体的に説明すると、磁気ブラシによるトナーの回収が不十分である場合、供給回収領域において現像ローラ上のトナー量が多くなることにより、磁気ローラと現像ローラとの間の電気抵抗が大きくなるため、磁気ローラから現像ローラへのトナーの供給量も不十分になってしまう。トナーの供給量が不足すると、供給回収領域において現像ローラ上のトナー層の厚みを均一にすることができず、現像ローラ上に反転画像が残されてしまうため、現像メモリが発生する。

このような不具合に鑑みて、特許文献２では、現像剤のキャリアの直径及び飽和磁化等を規定することで、磁気ブラシによるトナーの回収性能を高めて、現像メモリの発生を防止する技術が提案されている。
特開２００６−３０８６８７号公報 特開２００３−２９５６１３号公報

しかし、特許文献２の技術では、キャリアの直径及び飽和磁化を所定の大きさに規定する必要があるため、使用できる現像剤が限定されてしまう欠点を有する。

そこで、本発明は、ハイブリッド現像において、使用する現像剤の特性に関わらず、現像メモリの発生を確実に防止することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、
トナーとキャリアを含む現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化するものであって、
磁石体と該磁石体の周囲を回転する第１の回転円筒体とを有する第１の搬送部材と、
第１の領域を介して上記第１の回転円筒体に対向し、第２の領域を介して上記静電潜像担持体に対向する第２の回転円筒体を有する第２の搬送部材と、
非磁性トナーと磁性キャリアとを含み、上記第１の回転円筒体に保持された状態において上記磁石体によって形成された磁力線に沿って磁気ブラシを構成する現像剤と、
上記第１の搬送部材と上記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成して、上記第１の搬送部材が保持している現像剤中のトナーを上記第２の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、
上記第２の搬送部材と上記静電潜像担持体との間に第２の電界を形成して、上記第２の搬送部材が保持している上記トナーを上記静電潜像担持体の静電潜像に移動させて上記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、
上記第１の回転円筒体の外周に形成された上記磁気ブラシと、上記第２の回転円筒体とを相対的に振動させる磁気ブラシ振動機構とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記の現像装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、現像装置が、第１の回転円筒体の外周に形成された磁気ブラシと、第２の回転円筒体とを相対的に振動させる磁気ブラシ振動機構を備えているため、磁気ブラシ振動機構による振動により磁気ブラシまたは第２の回転円筒体の運動エネルギーを増大させて、第１の回転円筒体と第２の回転円筒体とが近接する供給回収領域において、第２の回転円筒体の表面に保持されたトナーが磁気ブラシにより掻き取られる際の掻き取り力を高めることができ、トナーの回収性能を向上できる。これにより、供給回収領域において第２の回転円筒体の表面のトナー量を低減して、第１の回転円筒体と第２の回転円筒体との間の電気抵抗の増大を回避できるため、第１の回転円筒体から第２の回転円筒体へ十分な量のトナーを供給でき、現像メモリの発生を確実に防止できる。

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、特定の方向を意味する用語（例えば、「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」）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。また、以下に説明する画像形成装置及び現像装置では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。

〔１．画像形成装置〕
図１は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の画像形成に関連する部分を示す。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、静電潜像坦持体である感光体１２を有する。実施形態において、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。

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。実施形態では、帯電装置２６は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置）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紙やフィルムなどのシート３８に転写する転写装置３６を有する。実施形態では、転写装置３６は円筒形状のローラとして表されているが、他の形態の転写装置（例えば、ワイヤ放電式転写装置）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でシート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トナーを感光体１２の外周面から回収するクリーニング装置４０を有する。実施形態では、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、代わりに他の形態のクリーニング装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置）も使用できる。

このような構成を備えた画像形成装置１の画像形成時、感光体１２はモータ（図示せず）の駆動に基づいて時計周り方向に回転する。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によりシート３８に転写される。現像剤像が転写されたシート３８は図示しない定着ステーションに搬送され、そこでシート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、そこでシート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。

〔２．現像装置〕
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成分現像剤と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。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（第２の回転円筒体）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。

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、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（第１の回転円筒体）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の中心軸と平行に伸びる規制板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。

磁石体５８は、スリーブ６０の内面に対向し、搬送ローラ５４の中心軸方向に伸びる、複数の磁極を有する。実施形態では、複数の磁極は、規制板６２の近傍にある搬送ローラ５４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の近傍にある搬送ローラ５４の左側内周面部分に対向する磁極Ｎ１、搬送ローラ５４の下部内周面部分に対向する磁極Ｓ２、搬送ローラ５４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。

現像装置３４はまた、後述するように搬送ローラ５４の外周に形成された磁気ブラシと、現像ローラ４８とを相対的に振動させる磁気ブラシ振動機構を備えている。磁気ブラシ振動機構の構成は後に詳述する。

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を攪拌しながら搬送する後攪拌部材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。

このように構成された現像装置３４の動作を説明する。画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ４８とスリーブ６０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、現像剤に含まれるトナーとキャリアが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。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ものとする。図２に示すように、キャリア４はトナー６に比べて相当大きい。そのため、図３に示すように、正極性に帯電したキャリア４の周囲に、負極性に帯電したトナー６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。

図１に戻り、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、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周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（供給回収領域）８８に搬送される。後に詳細に説明するように、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（供給領域）９０では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された電界の存在により、キャリア４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る。また、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（回収領域）９２では、後に説明するように、現像に寄与することなく供給回収領域８８に送り戻された現像ローラ４８上のトナーが、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スリーブ６０に回収される。キャリア４は磁石体５８の磁力によってスリーブ６０の外周面に保持されており、スリーブ６０から現像ローラ４８に移動することはない。供給回収領域８８を通過した現像剤２は、磁石体５８の磁力に保持され、スリーブ６０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スリーブ６０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。

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周り方向に搬送され、感光体１２と現像ローラ４８が対向する領域（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。実施形態の画像形成装置では、感光体１２の外周面は帯電装置２６で負極性の所定の電位Ｖ_Ｈ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Ｖ_Ｌ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Ｖ_Ｈ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、この静電潜像を現像剤像として可視像化する。

このようにして現像剤２からトナー６が消費されると、消費された量に見合う量のトナーが現像剤２に補給されることが好ましい。そのために、現像装置３４は、ハウジング４２に収容されているトナーとキャリアの混合比を測定する手段を備えている。また、後室７０の上方にはトナー補給部９８が設けてある。トナー補給部９８は、トナー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、トナーとキャリアの混合比を測定する手段の出力に基づいてモータが駆動し、トナーが後室７０に落下補給するようにしてある。

〔３．電界形成手段〕
供給領域９０でスリーブ６０から現像ローラ４８にトナー６を効率的に移動させるために、現像ローラ４８とスリーブ６０は電界形成装置１１０と電気的に接続されている。電源の具体例が図５Ａ〜図９に示してある。

図５Ａに示す実施形態の電界形成装置１１０は、現像ローラ４８に接続された第１の電源１１２（請求項の第２の電界形成手段に相当する。）とスリーブ６０に接続された第２の電源１１４（請求項の第１の電界形成手段に相当する。）を有する。第１の電源１１２は、現像ローラ４８とグランド１１６との間に接続された直流電源１１８を有し、トナー６の帯電極性と同一極性の第１の直流電圧Ｖ_ＤＣ１（例えば、−２００ボルト）を現像ローラ４８に印加している。第２の電源１１４は、スリーブ６０とグランド１１６との間に接続された直流電源１２０を有し、トナー６の帯電極性と同一極性で且つ第１の直流電圧よりも高圧の第２の直流電圧Ｖ_ＤＣ２（例えば、−４００ボルト）をスリーブ６０に印加する。この結果、供給領域９０では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された直流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー６がスリーブ６０から現像ローラ４８に電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電しているキャリア４は、スリーブ６０から現像ローラ４８に吸引されることはない。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が、図５Ｂに示すように、現像ローラ４８（Ｖ_ＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像画像部（Ｖ_Ｌ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。このとき、負極性トナーは、現像ローラ４８（Ｖ_ＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像非画像部（Ｖ_Ｈ：−６００ボルト）との電位差により、静電潜像非画像部に付着することはない。

図６Ａに示す実施形態の電界形成装置１２２において、第１の電源１２４は、図５Ａに示す実施形態の電源と同様に、現像ローラ４８とグランド１２６との間に接続された直流電源１２８を有し、トナー６の帯電極性と同一極性の第１の直流電圧Ｖ_ＤＣ１（例えば、−２００ボルト）を現像ローラ４８に印加している。第２の電源１３０は、スリーブ６０とグランド１２６との間に直流電源１３２と交流電源１３４を有する。直流電源１３２は、トナー６の帯電極性と同一極性で且つ第１の直流電圧よりも高圧の第２の直流電圧Ｖ_ＤＣ２（例えば、−４００ボルト）をスリーブ６０に印加している。図６Ｂに示すように、交流電源１３４は、スリーブ６０とグランド１２６との間にピーク・ツー・ピーク電圧Ｖ_Ｐ−Ｐが例えば３００ボルトの交流電圧Ｖ_ＡＣを印加する。その結果、供給領域９０では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された脈流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー６がスリーブ６０から現像ローラ４８に電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電しているキャリア４は、スリーブ６０の内部の磁石の磁力によってスリーブ６０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、現像ローラ４８（Ｖ_ＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像画像部（Ｖ_Ｌ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。

図７Ａに示す実施形態の電界形成装置１３６において、第１の電源１３８は、現像ローラ４８とグランド１４０との間に直流電源１４２と交流電源１４４を有する。直流電源１４２は、トナー６の帯電極性と同一極性の第１の直流電圧Ｖ_ＤＣ１（例えば、−２００ボルト）を現像ローラ４８に印加する。交流電源１４４は、現像ローラ４８とグランド１４０との間に振幅（ピーク・ツー・ピーク電圧）Ｖ_Ｐ−Ｐが例えば１，６００ボルトの交流電圧Ｖ_ＡＣを印加する。第２の電源１４６は、現像ローラ４８と交流電源１４４との間の端子１４８とスリーブ６０との間に接続された直流電源１５０を有する。直流電源１５０は、所定の直流電圧Ｖ_ＤＣ２を出力することができ、陽極が端子１４８、陰極がスリーブ６０に接続されており、これにより、スリーブ６０が現像ローラ４８に対して負極性にバイアスされている（図７Ｂ参照）。したがって、供給領域９０では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された脈流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー６がスリーブ６０から現像ローラ４８に電気的に吸引される。また、現像領域９６では、現像ローラ４８上の負極性トナーが、現像ローラ４８（Ｖ_ＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像画像部（Ｖ_Ｌ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。

図８に示す実施形態の電源１５２は、図５Ａに示す実施形態の電源において、第１の電源１１２と第２の電源１１４にそれぞれ交流電界形成装置１５４，１５６を追加したものである。交流電界形成装置１５４，１５６の出力電圧はＶ_ＡＣ１，Ｖ_ＡＣ２である。電圧Ｖ_ＡＣ１，Ｖ_ＡＣ２は同一であってもよいし、違ってもよい。図９に示す電界形成装置１５８は、図５Ａに示す実施形態の電源において、第１の電源１１２に交流電源１６０を追加したものである。交流電源１６０の出力電圧はＶ_ＡＣである。これらの形態の電界形成装置１５２，１５８も、電源１１０，１２２，１３６と同様に、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された脈流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をスリーブ６０から現像ローラ４８に供給し、現像領域９６では負極性に帯電しているトナー６を現像ローラ４８から静電潜像画像部（Ｖ_Ｌ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に供給する。

〔４．現像剤〕
一般に、トナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤は、キャリアの表面にトナーが付着してできる汚れ（スペント）が発生し、これがキャリアの寿命を低下させる。そこで、この問題を解消するために、本発明では、２成分現像剤に第３の成分として荷電粒子（インプラント粒子）が添加されている。

図２〜４を参照して具体的に説明すると、本発明の画像形成装置及び現像装置は、トナー６とキャリア４の他に、トナー６との摩擦接触によりトナー６を正規の極性（実施形態では負極性）に帯電する、トナー６よりも小径の荷電粒子８を含む。実施の形態において、荷電粒子８は、トナー６の外周面に離脱可能に保持されており、トナー補給部９８からトナー６と共に補給される。

画像形成時、荷電粒子８はトナー６やキャリア４とともに、ハウジング４２の中を搬送された後、スリーブ６０に保持されて規制領域８６、供給回収領域８８、放出領域９４を移動する。この搬送過程で、トナー６の表面に保持されて正極性に帯電している荷電粒子８は、供給回収領域８８の電界中に置かれると、トナー６に作用する電気的な力とは逆の方向の電気的な力を受けてトナー６の外周面から離脱する。離脱した荷電粒子８は、該分離した荷電粒子８とキャリア４との間に作用するストレスによってキャリア４の外周面に保持される又は打ち込まれる。図４に示すように、キャリア４の外周面の一部又は全体がスペント１０で覆われている場合、荷電粒子８はスペント１０に打ち込まれる。キャリア４の外周面に保持され又は打ち込まれた荷電粒子８は、トナー６との摩擦接触によりトナー６と逆の極性に帯電する。実施形態では、トナー６は負極性に帯電されるため、荷電粒子８は正極性に帯電される。その結果、荷電粒子８が打ち込まれたキャリア４は、たとえその外周面の少なくとも一部がスペント１０に被覆されていても、スペント１０の無い状態と同様の荷電性を維持し、トナー６を所定の極性に帯電する。

上述のように、荷電粒子８は、トナー６と逆の極性に帯電される。そのため、図１０に示すように、供給回収領域８８では、現像ローラ４８とスリーブ６０の間に形成される電界に基づいてトナー６はスリーブ６０から現像ローラ４８に移動する。また、トナー６から分離した荷電粒子８は、供給領域９０でトナー６が奪われることによって比較的キャリアリッチとなっている現像剤のキャリア表面に素早く保持されて、トナー６と共に現像ローラ４８に供給されることがない、または現像ローラ６に供給されるとしてもその量は極めて僅かである。

ところで、図１１に示すように、図１に示す現像装置から現像ローラを除いた形態の現像装置３４’に同様の荷電粒子を用いた場合、異なる結果を招く。具体的に、現像装置３４’の搬送ローラ５４が対向する感光体１２の外周面には静電潜像が形成されている。静電潜像は、例えば、ほぼ帯電電位を維持している高電位の静電潜像非画像部と、露光装置２８で光３０が投射されて電位の減衰している低電位の静電潜像画像部を有し、これら高電位の静電潜像非画像部と低電位の静電潜像画像部が搬送ローラ５４の対向部を通過していく。そして、画像形成時、現像領域において、例えば、負極性に帯電されているトナー６は、低電位の静電潜像画像部に付着し、静電潜像非画像部には付着しない。しかし、トナー６を負極性に帯電させる荷電粒子８は、それ自身が正極性に帯電している。したがって、現像領域で自由状態にある荷電粒子８は、図１２に示すように、静電潜像非画像部に付着する。このように、現像装置３４’によれば、トナー６から分離した荷電粒子８が現像領域で感光体１２の静電潜像非画像部に大量消費される。その結果、上述した現像装置３４に比べてキャリア４の外周面に打ち込まれる荷電粒子８の数が極めて少なく、スペントが付着したキャリア４は十分なトナー荷電性能を持ち得ない。

ところで、上述の特許文献１で説明した現像装置では、荷電粒子は、トナーとキャリアのいずれの表面にも保持されることなく両者の間に比較的自由な状態で存在する。また、現像装置に初期導入された荷電粒子は、トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電している。そのため、トナーと電気的に結合してトナーと共に現像ローラに供給された後、感光体上の静電潜像非画像部に付着して徐々に無くなり、それと共にトナーの荷電性が低下する。しかし、本実施形態の現像装置では、上述のように、供給回収領域８８でトナー６から分離した荷電粒子８はその後素早くキャリア４に保持されてスリーブ６０の外周面に留まることから、トナー６と同じように現像ローラ４８を介して感光体１２に供給されて消費されることはないので、長期に亘って安定したトナーの荷電性が得られる。もっとも、本実施例においてもいくらかの荷電粒子８はトナー６と共に現像ローラ４８に供給されるが、荷電粒子８はトナーと共に補給部９８から新たに補給されるため、無くなることはなく、よって、長期に亘って安定したトナーの荷電性が得られる。

なお、実施形態では、トナー６とキャリア４との摩擦接触によりトナー６は負極性、キャリア４は正極性に帯電される。また、荷電粒子８は、トナー６との接触により該トナーを負極性に帯電するとともに、荷電粒子８は正極性に帯電する。本発明に用いるトナー、キャリア、荷電粒子の帯電性は、そのような組み合わせに限るものでない。具体的に、トナー６とキャリア４との摩擦接触によりトナー６は正極性、キャリア４は負極性に帯電され、荷電粒子８は、トナー６との接触により該トナーを正極性に帯電するとともに、荷電粒子８は負極性に帯電する組み合わせも考えられる。

〔５．具体的な材料〕
トナー、キャリア、荷電粒子、および現像剤に含まれる他の粒子の具体的な材料を説明する。

〔荷電粒子〕
好適に使用される荷電粒子は、トナーの帯電極性に応じて適宜選択される。荷電粒子の個数平均粒径は、例えば、１００〜１０００ｎｍである。キャリアとの摩擦接触により負極性に帯電するトナーを用いる場合、荷電粒子は、トナーとの接触により正極性に帯電する微粒子が用いられる。そのような微粒子は、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、アルミナ等の無機微粒子やアクリル樹脂、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成できる。微粒子を構成する樹脂にトナーとの接触により正極性に帯電する正荷電制御剤を含有させてもよい。正荷電制御剤には、例えば、ニグロシン染料、四級アンモニウム塩等が使用できる。荷電粒子は含窒素モノマーで構成してもよい。含窒素モノマーを構成する材料には、例えば、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、アクリル酸２−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジエチルアミノエチル、ビニールピリジン、Ｎ−ビニールカルバゾール、ビニールイミダゾールがある。

キャリアとの摩擦接触により正極性に帯電するトナーの場合、荷電粒子は、トナーとの接触により負極性に帯電する微粒子が用いられる。このような微粒子は、例えば、シリカ、酸化チタン等の無機微粒子、また、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子が使用できる。トナーとの接触により負極性に帯電する負荷電制御剤を、荷電粒子を構成する樹脂に含有させてもよい。負荷電制御剤には、例えば、サリチル酸系、ナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体、亜鉛錯体等を使用できる。荷電粒子は、含フッ素アクリル系モノマーや含フッ素メタクリル系モノマーの共重合体であってもよい。

荷電粒子の帯電性および疎水性を制御するために、無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理してもよい。特に、無機微粒子に正極帯電性を付与する場合、アミノ基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。微粒子に負極性帯電性を付与する場合、フッ素基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。

〔トナー〕
トナーには、画像形成装置で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。

〔バインダー樹脂〕
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。

〔着色剤〕
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。

〔荷電制御剤〕
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、カーリックスアレー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。

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。

〔その他の添加剤〕
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や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂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。

〔キャリア〕
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。

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。

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硬化性樹脂が例示される。

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、表面に酸化層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。

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。

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。

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。

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。

〔６．磁気ブラシ振動機構〕
以下、図１３〜図２１に基づき、磁気ブラシ振動機構について説明する。本発明において、磁気ブラシ振動機構は、搬送ローラ５４の外周に形成された磁気ブラシと、現像ローラ４８とを相対的に振動させる構成であれば、両者のうち少なくとも一方を振動させるように構成すればよいが、以下の実施形態に係る磁気ブラシ振動機構は、磁気ブラシを振動させるように構成されたものである。

（第１の実施形態）
図１３に示す磁気ブラシ振動機構１８０は、搬送ローラ５４のスリーブ６０をスリーブ６０の軸方向に沿ったスライド方向に振動させるスライド振動手段１８１を有する。スライド振動手段１８１は、スリーブ６０の軸方向に伸縮可能な圧電素子１８２（請求項の伸縮アクチュエータに相当する。）と、圧電素子１８２に交流電流を供給する電流供給部としての電源１８４とを有する。

本実施形態では、スリーブ６０が、画像領域を有する長尺のスリーブ６０ａと、画像領域を有さない短尺の２つのスリーブ６０ｂ，６０ｃとに分割されている。スリーブ６０ａとスリーブ６０ｂとの間にはリング状の絶縁体６１が介装され、絶縁体６１を挟む２つのスリーブ６０ａ，６０ｂは電気的に絶縁されている。

圧電素子１８２は、スリーブ６０と略同じ径を有するリング状に形成され、一対のスリーブ６０ｂ，６０ｃに挟まれた状態で、それらのスリーブ６０ｂ，６０ｃに例えば接着により取り付けられている。なお、図１３において、符号１８６は、図示しない駆動源の駆動力をスリーブ６０に伝達するためのギアを示し、符号１８８は、図示しない駆動源の駆動力を現像ローラ４８に伝達するためのギアを示す。

電源１８４は、一対のスリーブ６０ｂ，６０ｃにそれぞれ接続され、電源１８４をオンにしたとき、圧電素子１８２に交流電流が流れるようになっている。圧電素子１８２に交流電流が流れると、圧電素子１８２は、スリーブ６０の軸方向に周期的に伸縮する。具体的に、圧電素子１８２は、正極または負極のいずれか一方の電流が流れたとき伸長し、他方の電流が流れたとき収縮する。圧電素子１８２は、長尺のスリーブ６０ａの端面に、絶縁体６１とスリーブ６０ｂとを介して押し当てられているため、圧電素子１８２が周期的に伸縮すると、圧電素子１８２の伸縮方向すなわちスリーブ６０ａの軸方向にスリーブ６０ａが振動する。このスリーブ６０ａの振動に伴って、図１４に示すように磁気ブラシ１９０も同様に振動し、磁気ブラシの運動エネルギーが増大する。そのため、供給回収領域８８において、磁気ブラシの先端から現像ローラ４８表面のトナー層に伝わる運動エネルギーが大きくなり、磁気ブラシによるトナーの掻き取り力が増大するため、搬送ローラ５４のトナーの回収性能が向上する。その結果、供給回収領域８８における現像ローラ４８上のトナー量が少なくなり、トナー供給電界の電気抵抗が小さくなるため、搬送ローラ５４のトナー供給性能が向上する。したがって、現像領域９６で生じた現像ローラ４８上の反転画像を供給回収領域８８で確実に消去でき、現像メモリの発生を防止できる。

磁気ブラシ振動機構１８０による振動の周波数ｆ（ｋＨｚ）は、所定の大きさ以上に設定することが好ましい。磁気ブラシ１９０の振動の周波数が所定の大きさよりも小さいと、その振動の周期で、現像ローラ４８上のトナーの掻き取りにムラが生じ、現像の際、濃度ムラが発生する恐れがあるためである。具体的には、磁気ブラシ振動機構１８０による振動の周波数ｆは、現像ローラ４８の周速度をｖ（ｍｍ／ｓ）としたとき、下記の式（２）を満たすことが好ましい。
ｆ≧５ｖ・・・（２）
また、磁気ブラシ振動機構１８０による振動の周波数ｆは、圧電素子１８２の発熱を防止するため、１０ｋＨｚ以下とすることが好ましい。したがって、磁気ブラシ振動機構１８０による振動の周波数ｆは、１０ｋＨｚを超えない範囲で上記の式（２）を満たすように設定することが好ましく、具体的には例えば２ｋＨｚに設定される。磁気ブラシ振動機構１８０による振動の周波数ｆは、電源１８４の周波数によって決定される。

なお、スライド振動手段１８１には、圧電素子１８２以外の伸縮アクチュエータを用いることもでき、例えば、磁歪素子、電磁石を用いることも可能である。また、伸縮アクチュエータは、必ずしも、上述のように一対のスリーブ６０ｂ，６０ｃで挟んで取り付ける必要はなく、伸縮アクチュエータをスリーブ６０の軸方向に伸縮可能なようにスリーブ６０ａに直接または他の部材を介して押し当てる構成であれば、伸縮アクチュエータの取り付け構造は特に限定されない。

また、第１の実施形態では、電源１８４がスリーブ６０ｂ，６０ｃに接続されているが、電源１８４から圧電素子１８２に交流電流を供給できる構成であれば、電源１８４はスリーブ６０以外の部材に接続してもよい。

さらに、第１の実施形態では、圧電素子１８２に交流電流を供給するための専用の電源１８４が用いられているが、圧電素子１８２に交流電源を供給する電源として、現像ローラ４８と搬送ローラ５４との間に電界を形成するための電源を兼用してもよい。例えば、図１５に示すように、図６Ａに示す現像ローラ４８と搬送ローラ５４との間に電界を形成するための電源１３０を、圧電素子１８２に交流電流を供給する電源として兼用してもよい。この場合、電源１３０により、現像ローラ４８と搬送ローラ５４との間に電界を形成しつつ、圧電素子１８２に交流電流を供給して圧電素子１８２を振動させることができる。

（第２の実施形態）
図１６と図１７に示す磁気ブラシ振動機構１９２は、搬送ローラ５４の磁石体５８をスリーブ６０の周方向に沿った回転方向に振動させる回転振動手段１９３を有する。回転振動手段１９３は、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸縮可能な圧電素子２００（請求項の伸縮アクチュエータに相当する。）と、圧電素子２００に交流電流を供給する電流供給部としての電源１８５とを有する。

本実施形態では、搬送ローラ５４の磁石体５８に、スリーブ６０の軸方向に伸びる軸部材１９４が取り付けられている。軸部材１９４は図示しない軸受けに回転可能に取り付けられており、磁石体５８は、軸部材１９４と共にスリーブ６０の周方向に沿って回転可能となっている。軸部材１９４には、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸びる帯板部材１９６が取り付けられている。ハウジング４２には圧電素子取付部１９８が設けられ、圧電素子２００は、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸縮可能なように圧電素子取付部１９８と帯板部材１９６とに跨って取り付けられている。圧電素子取付部１９８と圧電素子２００との間、および帯板部材１９６と圧電素子２００との間には、それぞれ導電部材２０２が介装されている。

電源１８５は、圧電素子２００を挟む２つの導電部材２０２にそれぞれ接続され、電源１８５をオンにしたとき、圧電素子２００に交流電流が流れるようになっている。圧電素子２００に交流電流が流れると、圧電素子２００は、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に周期的に伸縮する。圧電素子２００は、帯板部材１９６と軸部材１９４を介して磁石体５８に押し当てられているため、圧電素子２００が周期的に伸縮すると、磁石体５８が、スリーブ６０の周方向に沿った回転方向に振動する。この磁石体５８の振動に伴って、スリーブ６０ａの外周に形成された磁力線も同様に振動するため、これに伴い、図１８に示すように、磁気ブラシ１９０も同様に振動し、磁気ブラシ１９０の運動エネルギーが増大する。したがって、第１の実施形態と同様、搬送ローラ５４のトナーの回収性能および供給性能が向上するため、現像メモリの発生を確実に防止できる。磁気ブラシ振動機構１９２による振動の周波数ｆは、第１の実施形態と同様に設定される。

なお、回転振動手段１９３には、圧電素子２００以外の伸縮アクチュエータを用いることもでき、例えば、磁歪素子、電磁石を用いてもよい。また、伸縮アクチュエータをスリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸縮可能なようにスリーブ６０に直接または他の部材を介して押し当てる構成であれば、伸縮アクチュエータの取り付け構造は特に限定されない。

また、第２の実施形態では、電源１８５が導電部材２０２に接続されているが、電源１８５から圧電素子２００に交流電流を供給できる構成であれば、電源１８５は導電部材２０２以外の部材に接続してもよい。さらに、第２の実施形態では、圧電素子２００に交流電流を供給するための専用の電源１８５が用いられているが、圧電素子２００に交流電流を供給する電源として、現像ローラ４８と搬送ローラ５４との間に電界を形成するための電源を兼用してもよい。

（第３の実施形態）
図１９に示すように、第３の実施形態に係る磁気ブラシ振動機構２０４は、搬送ローラ５４の磁石体５８をスリーブ６０の周方向に沿った回転方向に振動させる回転振動手段２０５を有する。回転振動手段２０５は、第２の実施形態の回転振動手段１９３と同様、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸縮可能な圧電素子２０６（請求項の伸縮アクチュエータに相当する。）と、圧電素子２０６に交流電流を供給する電流供給部としての電源とを有する。なお、図１９において、電源の図示を省略するが、電源は、圧電素子２０６に交流電流を供給するように所定の部材に接続するものとする。

本実施形態では、ハウジング４２に、内側に突出するプレート部２０８が設けられ、プレート部２０８に形成された開口部２１０に軸部材１９４の一端部が挿通されている。圧電素子２０６は、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸縮可能なように、開口部２１０を囲むプレート部２０８の周壁と軸部材１９４との間に介装されている。

圧電素子２０６に交流電流が流れると、圧電素子２０６は、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に周期的に伸縮する。圧電素子２０６は、軸部材１９４を介して磁石体５８に押し当てられているため、圧電素子２０６が周期的に伸縮すると、第２の実施形態と同様、磁石体５８が、スリーブ６０の周方向に沿った回転方向に振動し、この磁石体５８の振動に伴って、スリーブ６０ａの外周面に形成された磁気ブラシ１９０も同様に振動する（図１８参照）。したがって、第２の実施形態と同様、磁気ブラシ１９０の運動エネルギーが増大して、搬送ローラ５４のトナー回収性能およびトナー供給性能が向上するため、現像メモリの発生を確実に防止できる。

（第４の実施形態）
図２０に示すように、第４の実施形態に係る磁気ブラシ振動機構２１２は、第１の実施形態と同様のスライド振動手段１８１と、第２の実施形態と同様の回転振動手段１９３とを有する。なお、図２０において、符号２１４は、図示しない駆動源からの駆動力をギア１８６に伝達するためのギアを示している。

スライド振動手段１８１を構成する圧電素子１８２と電源１８４は、第１の実施形態と同様に構成されている。なお、電源１８４は、図２０において図示を省略しているが、第１の実施形態と同様、圧電素子１８２に交流電流を供給するように所定箇所に接続される（図１３参照）。

第１の実施形態と同様、スリーブ６０は、画像領域を有する長尺のスリーブ６０ａと、画像領域を有さない短尺の２つのスリーブ６０ｂ，６０ｃとに分割されており、スリーブ６０ａとスリーブ６０ｂとの間にリング状の絶縁体６１が介装され、絶縁体６１を挟む２つのスリーブ６０ａ，６０ｂが電気的に絶縁されている。また、第１の実施形態と同様、リング状の圧電素子１８２が、一対のスリーブ６０ｂ，６０ｃに挟まれた状態で、それらのスリーブ６０ｂ，６０ｃに取り付けられている。

回転振動手段１９３を構成する圧電素子２００と電源１８５は、第２の実施形態と同様に構成されている。なお、電源１８５は、図２０において図示を省略しているが、第２の実施形態と同様、圧電素子２００に交流電流を供給するように所定箇所に接続される（図１６参照）。

第２の実施形態と同様、磁石体５８には、スリーブ６０の軸方向に伸びる軸部材１９４が取り付けられており、軸部材１９４には、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸びる帯板部材１９６が取り付けられている。圧電素子２００は、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に伸縮可能なようにハウジング４２の圧電素子取付部１９８と帯板部材１９６とに跨って取り付けられている。

スライド振動手段１８１を構成する圧電素子１８２に交流電流が流れると、圧電素子１８２は、スリーブ６０の軸方向に周期的に伸縮し、これに伴い、スリーブ６０ａの外周面に形成された磁気ブラシ１９０は、スリーブ６０ａと共にスリーブ６０の軸方向に沿ったスライド方向に振動する。

一方、回転振動手段１９３を構成する圧電素子２００に交流電流が流れると、圧電素子２００は、スリーブ６０の軸方向に直角な方向に周期的に伸縮し、これに伴い、スリーブ６０ａの外周面に形成された磁気ブラシは、磁石体５８と共にスリーブ６０の周方向に沿った回転方向に振動する。

このように、本実施形態では、磁気ブラシ１９０が、複数の方向に振動するため、磁気ブラシ１９０のトナー掻き取り力が一層高めることができる。

ここで、スライド振動手段１８１による振動と、回転振動手段１９３による振動が、同じ周期となるように構成し、それらの振動の位相のずれの大きさを、周期の４分の１とすることが好ましい。この場合、具体的には、スライド振動手段１８１の電源１８４の周波数と、回転振動手段１９３の電源１８５の周波数とを一致させ、電源１８４，１８５から圧電素子１８２，２００に供給される電流の位相のずれの大きさが、電流の周期の４分の１となるように設定すればよい。このように設定することで、スリーブ６０の外周面に形成された磁気ブラシ１９０は、図２１に示すように螺旋を描くように振動する。そのため、供給回収領域８８において、磁気ブラシ１９０の先端が、現像ローラ４８表面のトナーを一層効率的に掻き取ることができ、搬送ローラ５４のトナーの回収性能が更に向上する。したがって、搬送ローラ５４のトナー供給性能も向上し、現像メモリの発生を一層確実に防止できる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の第２〜第４の実施形態では、回転振動手段により磁石体を振動させる構成について説明したが、回転振動手段は、第１の回転円筒体（スリーブ６０）をその周方向に沿った回転方向に振動させる構成としてもよい。また、上述の実施形態では、磁気ブラシ振動機構により磁気ブラシを振動させる構成について説明したが、本発明は、磁気ブラシ振動機構により第２の回転円筒体（現像ローラ４８）を振動させる構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置の概略構成と本発明に係る現像装置の断面を示す図。 現像剤の組成を模式的に説明する図。 キャリアの表面に、荷電粒子を保持したトナーが付着している状態を模式的に示す図。 スペントが付着したキャリアの表面に荷電粒子が打ち込まれた状態を模式的に示す図。 電界形成装置の一実施形態を示す図。 図５Ａに示す電界形成装置からスリーブと現像スリーブに供給されている電圧の関係を示す図。 電界形成装置の他の実施形態を示す図。 図６Ａに示す電界形成装置からスリーブと現像スリーブに供給されている電圧の関係を示す図。 電界形成装置の他の実施形態を示す図。 図７Ａに示す電界形成装置からスリーブと現像スリーブに供給されている電圧の関係を示す図。 電界形成装置の他の実施形態を示す図。 電界形成装置の他の実施形態を示す図。 供給回収領域におけるトナーと荷電粒子の動きを模式的に示す図。 図１の現像装置から現像装置を削除した他の形態の現像装置の断面図とそれを含む画像形成装置の概略構成を示す図。 図１１に示す現像装置の現像領域におけるトナーと荷電粒子の動きを模式的に示す図。 第１の実施形態の磁気ブラシ振動機構を示す平面図。 図１３に示す磁気ブラシ振動機構により振動する磁気ブラシの動きを模式的に示す図。 図１３に示す磁気ブラシ振動機構の別形態を示す平面図。 第２の実施形態に係る磁気ブラシ振動機構を示す断面図。 図１６に示す磁気ブラシ振動機構の斜視図。 図１６と図１７に示す磁気ブラシ振動機構により振動する磁気ブラシの動きを模式的に示す図。 第３の実施形態に係る磁気ブラシ振動機構を示す斜視図。 第４の実施形態に係る磁気ブラシ振動機構を示す斜視図。 図２０に示す磁気ブラシ振動機構により振動する磁気ブラシの動きを模式的に示す図。

符号の説明

１：画像形成装置、２：現像剤、４：キャリア、６：トナー、８：荷電粒子、１０：スペント、１２：感光体、１６：帯電ステーション、１８：露光ステーション、２０：現像ステーション、２２：転写ステーション、２４：クリーニングステーション、２６：帯電装置、２８：露光装置、３０：画像光、３２：通路、３４：現像装置、３６：転写装置、３８：シート、４０：クリーニング装置、４２：ハウジング、４４：開口部、４６：第２の空間、４８：現像ローラ、５０：現像ギャップ、５２：第２の空間、５４：搬送ローラ、５６：供給回収ギャップ、５８：磁石体、６０：スリーブ、６３：規制板、６４：規制ギャップ、６６：現像剤攪拌室、６８：前室、７０：後室、７２：前スクリュー、７４：後スクリュー、７６：隔壁、８６：規制領域、８８：供給回収領域、９０：供給領域、９２：回収領域、９４：放出領域、９６：現像領域、９８：トナー補給部、１００：容器、１０２：開口部、１０４：補給ローラ、１１０：電界形成装置、１１２：第１の電源、１１４：第２の電源、１１６：グランド、１１８：直流電源、１２０：直流電源、１２２：電界形成装置、１２４：第１の電源、１２６：グランド、１２８：直流電源、１３０：第２の電源、１３２：直流電源、１３４：交流電源、１３６：電界形成装置、１３８：第１の電源、１４０：グランド、１４２：直流電源、１４４：交流電源、１４６：第２の電源、１４８：端子、１５０：直流電源、１５２：電界形成装置、１５４：交流電源、１５６：交流電源、１５８：電界形成装置、１６０：交流電源、１８０：磁気ブラシ振動機構、１８１：スライド振動手段、１８２：圧電素子、１８４，１８５：電源、１９０：磁気ブラシ、１９２：磁気ブラシ振動機構、１９３：回転振動手段、２００：圧電素子、２０４：磁気ブラシ振動機構、２０５：回転振動手段、２０６：圧電素子、２１２：磁気ブラシ振動機構。

Claims (8)

1. トナーとキャリアを含む現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置であって、
   磁石体と該磁石体の周囲を回転する第１の回転円筒体とを有する第１の搬送部材と、
   第１の領域を介して上記第１の回転円筒体に対向し、第２の領域を介して上記静電潜像担持体に対向する第２の回転円筒体を有する第２の搬送部材と、
   非磁性トナーと磁性キャリアとを含み、上記第１の回転円筒体に保持された状態において上記磁石体によって形成された磁力線に沿って磁気ブラシを構成する現像剤と、
   上記第１の搬送部材と上記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成して、上記第１の搬送部材が保持している現像剤中のトナーを上記第２の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、
   上記第２の搬送部材と上記静電潜像担持体との間に第２の電界を形成して、上記第２の搬送部材が保持している上記トナーを上記静電潜像担持体の静電潜像に移動させて上記静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段と、
   上記第１の回転円筒体の外周に形成された上記磁気ブラシと、上記第２の回転円筒体とを相対的に振動させる磁気ブラシ振動機構とを備えたことを特徴とする現像装置。
2. 上記磁気ブラシ振動機構は、上記第１の回転円筒体を該円筒体の軸方向に沿ったスライド方向に振動させるスライド振動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 上記スライド振動手段は、上記軸方向に伸縮可能なように上記第１の回転円筒体に直接または他の部材を介して押し当てられた伸縮アクチュエータを有することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 上記磁気ブラシ振動機構は、上記磁石体または上記第１の回転円筒体の少なくとも一方を該円筒体の周方向に沿った回転方向に振動させる回転振動手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
5. 上記回転振動手段は、上記軸方向に直角な方向に伸縮可能なように上記磁石体または上記第１の回転円筒体に直接または他の部材を介して押し当てられた伸縮アクチュエータを有することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 上記磁気ブラシ振動機構は、上記スライド振動手段と上記回転振動手段とを有し、
   上記スライド振動手段による振動の周期と上記回転振動手段による振動の周期とが同じであり、
   上記スライド振動手段による振動の位相と、上記回転振動手段による振動の位相とのずれの大きさが、上記周期の４分の１であることを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の現像装置。
7. 上記磁気ブラシ振動機構による振動の周波数をｆ（ｋＨｚ）とし、
   上記第２の回転円筒体の周速度をｖ（ｍｍ／ｓ）としたとき、
   下記の式（１）を満たす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。
   ｆ≧５ｖ・・・（１）
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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