JP2003263033A

JP2003263033A - 現像方法、現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2003263033A
Application number: JP2002065733A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Takeuchi; 信貴竹内; Hisao Kurosu; 久雄黒須
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】現像領域全体を現像に寄与させることでトナ
ーにより潜像が現像される領域を多くし、ソリッド部に
おける画像濃度が高く、かつ、ベタ埋まりの良い高品位
の画像を得ることができる現像方法、現像装置及び画像
形成装置を提供する。【解決手段】像担持体２００表面上に形成される潜像
をトナーＴで現像する現像方法が、現像領域Ａ、Ｂ、Ｃ
内で、表面にトナーＴを有する磁性キャリアＭが集合し
た穂と、磁性キャリアＭ表面から離脱させる遊離トナー
Ｔとを含む磁気ブラシを形成する現像方法であって、磁
性キャリアＭから離脱した遊離トナーＴで像担持体２０
０上にトナー像を形成し、この像担持体２００上のトナ
ー像を磁気ブラシで再配置される現像方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置が備える電子写真方
式の現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の画像形成装置では、光導電性を有する感光層を表面
に設ける像担持体（以下、「感光体」と記す。）と現像
剤を収納する現像装置によってトナー像が形成される。
現像装置には、主にトナーと磁性キャリアによって構成
される二成分現像剤（以下、単に「現像剤」と記す。）
が、カラー化が容易なことから広く用いられている。現
像剤は、現像装置内の攪拌・混合により摩擦帯電させ、
この静電電荷によってトナーを磁性キャリア表面に静電
的に付着させている。このトナーを付着させた磁性キャ
リアは、内部に磁石を配置する現像剤担持体（以下、
「現像スリーブ」と記す。）表面に磁力で引きつけられ
て、回転する現像スリーブ上を搬送される。

【０００３】現像スリーブの感光体に最近接する位置に
は、現像のための磁石（以下、「主磁極磁力形成磁石」
と記す。）が現像スリーブ内部に配置されている。搬送
される現像剤が、この主磁極磁力形成磁石に近づくにつ
れて、主磁極磁力形成磁石の磁力線に沿って、現像剤中
の多数の磁性キャリアが集合して穂又はチェーンを形成
する。この多数の穂が、まるでブラシのように見えるこ
とから磁気ブラシと、一般に呼称され、この磁気ブラシ
の状態を利用する現像方式を磁気ブラシ現像と呼称され
ている。この磁気ブラシ現像では、誘電体である磁性キ
ャリアが、感光体と現像スリーブ間の電界強度を高める
ことで、磁気ブラシの穂の先端にいる磁性キャリア表面
からトナーが現像されると考えられている。したがって
これまでは、この磁性キャリアが集合した穂によって形
成される磁気ブラシがない部分は、トナーの現像に利用
されていなかった。そのために、トナーが現像できる部
位は限られた領域であったために、現像されるトナーを
多くすることは、他の条件を調整する下では非常に困難
であった。しかしながら、この限られた領域の中で、高
濃度の画像を得る現像方法が提案されている。例えば、
特許第２６６８７８１号には、二成分現像剤を用いて、
磁性キャリアの穂に担持されたトナーと現像剤担持体上
に担持されたトナーとを交番電界により現像する現像方
法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案の現
像方法では、現像領域は磁性キャリアが摺擦している領
域であって、この領域にある磁性キャリアの穂に保持さ
れたトナーと現像剤担持体上のトナーだけでは十分な高
濃度の画像を得ることが困難である。また、磁性キャリ
アの穂が少ないため電極効果によりソリッド部のベタ埋
まりの良い滑らかな高品位の画像を得るのは困難であ
る。

【０００５】そこで、本発明は、現像領域全体を現像に
寄与させることでトナーにより潜像が現像される領域を
多くし、ソリッド部における画像濃度が高く、かつ、ベ
タ埋まりの良い高品位の画像を得ることができる現像方
法、現像装置及び画像形成装置を提供することを課題と
する。また、ハーフトーン部のドット像の再現性を高め
ることにより、粒状性と階調性に優れた画像を得ること
ができる現像方法等を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、像担持体に対向して配置
され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとト
ナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担
持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、
像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現
像方法が、現像領域内で、表面にトナーを有する磁性キ
ャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させ
る遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成する現像方法で
あって、前記現像方法は、磁性キャリアから離脱した遊
離トナーで像担持体上にトナー像を形成し、この像担持
体上のトナー像を磁気ブラシで再配置される現像方法で
ある。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像
方法において、前記現像方法は、像担持体上のハーフト
ーンドットのトナー像に対してトナーを再配置する現像
方法である。請求項３に記載の発明は、請求項１ないし
２に記載の現像方法において、前記現像方法は、像担持
体上のハーフトーンのドット潜像を現像したトナー像の
エッジ部のトナーを再配置する現像方法である。請求項
４に記載の発明は、請求項１ないし３に記載の現像方法
において、前記現像方法は、現像領域における磁気ブラ
シの摺擦により再配置される現像方法である。請求項５
に記載の発明は、請求項１ないし４に記載の現像方法に
おいて、前記現像方法は、磁性キャリアが集合した穂が
立ち上がりから穂が寝る間に、磁性キャリアからトナー
を離脱させると共に、磁性キャリアから離脱させた遊離
トナーを像担持体側へ移動させる電界を形成して現像す
る現像方法である。請求項６に記載の発明は、請求項１
ないし５のいずれかに記載の現像方法において、前記現
像方法は、磁性キャリアの粉体特性及び磁気特性と現像
領域内の磁石の磁気特性及び形態特性とを、磁性キャリ
アが集合した穂が立ち上がりから穂が寝る間に、磁性キ
ャリアからトナーを離脱させるように設定する現像方法
である。請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６の
いずれかに記載の現像方法において、前記現像方法は、
現像剤担持体の形態特性及び電気特性と像担持体の形態
特性及び電気特性を、磁性キャリアから離脱させたトナ
ーを像担持体側へ移動させる電界を形成するように設定
する現像方法である。請求項８に記載の発明は、請求項
１ないし７のいずれかに記載の現像方法において、前記
現像方法は、現像剤担持体上で磁性キャリアが集合した
穂が立ち上がるときに、現像領域内の磁石により、磁気
ブラシの先端が現像剤担持体上の磁性キャリアの集合し
た現像剤層から分離した状態である現像方法である。請
求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに
記載の現像方法において、前記現像方法は、現像剤担持
体上で磁性キャリアが集合した穂が寝るときに、現像領
域内の磁石により、磁気ブラシの先端が現像剤担持体上
の磁性キャリアの集合した現像剤層と一緒になった状態
である現像方法である。

【０００７】請求項１０に記載の発明は、像担持体に対
向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、
トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分
現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現
像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をト
ナーで現像する現像方法において、前記現像方法は、現
像領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアから、
トナーを像担持体に散布し、像担持体に現像されたトナ
ー像を再配置する現像方法である。請求項１１に記載の
発明は、請求項１０に記載の現像方法において、前記現
像方法は、現像領域内で形成される磁気ブラシを像担持
体に接触させて、磁性キャリア表面からトナーを離脱さ
せ、この離脱させた遊離トナーを像担持体へ散布して現
像する現像方法である。請求項１２に記載の発明は、請
求項１０または１１のいずれかに記載の現像方法におい
て、前記現像方法は、現像剤担持体（Ｖｓ）と像担持体
（Ｖｐ）との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は、０．９＜Ｖｓ／
Ｖｐ＜４の範囲にある現像方法である。請求項１３に記
載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の
現像方法において、前記現像方法は、現像領域内で磁性
キャリア表面から離脱させる遊離トナーを、像担持体と
現像剤担持体との間に印加する電界で現像させる現像方
法である。請求項１４に記載の発明は、請求項１０ない
し１３のいずれかに記載の現像方法において、前記現像
方法は、印加する電界が、交番電界である現像方法であ
る。

【０００８】請求項１５に記載の発明は、像担持体に対
向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体を備
え、この現像剤担持体がトナーとトナーを保持する磁性
キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持して、現像
領域に搬送し、現像剤担持体と像担持体の間に電界を印
加し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像
する現像装置において、前記現像装置は、請求項１ない
し１４のいずれかに記載の現像方法により現像する現像
装置である。請求項１６に記載の発明は、光導電性を有
し、表面に潜像を形成する像担持体と、像担持体を帯電
する帯電装置と、像担持体に対向して配置され、表面に
トナーとトナーを保持する磁性キャリアを収納し、像担
持体表面にトナー像を形成する現像装置と、像担持体表
面に形成されるトナー像を記録部材に転写する転写装置
とを有する画像形成装置において、前記画像形成装置
は、請求項１５に記載の現像装置を有する画像形成装置
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本発明の現像方法は、現像
領域内で、トナーＴを有する磁性キャリアＭが集合した
穂と、磁性キャリアＭ表面から離脱させる遊離トナーＴ
とを含む磁気ブラシを形成する。図１は、本発明の現像
方法における現像領域内での二成分現像剤の状態を模式
的に表した概略図である。ここで、現像領域とは、磁性
キャリアＭが集合する穂が磁気ブラシを形成しているか
又は現像スリーブ１１１上に薄い現像剤層を形成してい
るかの状態に係わらず現像剤中のトナーＴが感光体１０
０に向かって現像される領域をいう。現像領域前域部と
は、図１中のＡに示すように、主磁極を形成する磁石Ｐ
１の近傍に近づいた現像剤中の磁性キャリアＭが、表面
にトナーＴを有しながら、複数の磁性キャリアＭが集合
して穂を形成し、さらに、その磁力線に沿って磁性キャ
リアＭの穂が立ち上がり始める領域をいう。現像主磁極
に至るまでの磁性キャリアＭは、磁石間にあるため、法
線方向の磁力線は小さいが、互いに隣接する磁石は、磁
気力が作用するために接線方向の磁力線が大きくなる。
そのため磁石上の磁気ブラシと比較して薄い磁性キャリ
アＭの集団である現像剤層を形成することになる。

【００１０】この現像剤層が主磁極を形成する磁石Ｐ１
の位置にくると、いくつかの磁性キャリアＭが集合して
穂を形成して立ち上がる。この穂を形成するために集合
する磁性キャリアＭの個数は、一般に現像剤規制部材１
１４を通過する現像剤の量で決定されるが、それ以外に
も磁性キャリアＭの磁気的性質、磁石の有する磁力の大
きさ、磁石の形状、配置の仕方による磁力線の大きさ及
び傾きによって決定される。また、主磁石磁力形成補助
磁石Ｐ１ａは固定されているが、現像スリーブ１１１は
回転しているために立ち上がり始めた穂の位置における
磁力線の角度、大きさも変わっていく。

【００１１】このとき、磁性キャリアＭの磁気応答性に
遅れがあるため、磁力線に沿った形状に磁気ブラシがす
ぐに揃わない、さらに、多数の磁性キャリアＭが集合し
た穂は、集団からの拘束力から抜け出して立ち上がる
が、磁石の大きな磁場が作用し、すべての磁性キャリア
Ｍの磁気的な極性はは同一方向を向いているおり、互い
に反発力が作用している。これらのために、磁性キャリ
アＭの現像剤層が突然に割れて、磁性キャリアＭの穂が
磁気ブラシとして立ち上がる。したがって、磁性キャリ
アＭが穂を形成して立ち上がることで、トナーＴが磁性
キャリアＭの集団の中に閉じこめられていたのが空間が
解放され、さらに、磁性キャリアＭの表面に吸着してい
るトナーＴに大きな遠心力が作用することで、トナーＴ
は磁性キャリアＭ表面から離脱して現像空間が解放され
遊離トナーＴとなる。さらに、穂は磁場の変化のため一
定の速度で立ち上がったり、寝たりせず、加速度を持
つ。このため、トナーには慣性力が働き、磁性キャリア
Ｍ表面から離脱して現像空間が解放され遊離トナーＴと
なる。また、磁性キャリアＭ表面から離脱させた遊離ト
ナーＴは、磁性キャリアＭとの静電的付着力、物理的付
着力が作用していないために、現像電界等によって容易
に移動させることができる。

【００１２】本発明の現像方法における現像領域前域部
Ａでの磁性キャリアＭの穂の立ち上がりの様子を図２に
模式図を示す。本発明の現像方法は、磁性キャリアＭの
粒径等の粉体特性、磁化の強さ等の磁気特性と主磁極を
形成する磁石Ｐ１の磁化の強さ等の磁気特性、磁石の
幅、形状及び磁石の配置等の形態特性により磁性キャリ
アＭ表面のトナーＴに作用する力を制御し、遊離トナー
Ｔを発生させることができる。さらに、この遊離トナー
Ｔを有する磁気ブラシを形成することで、感光体１００
上の潜像Ｌに対するトナーＴ付着量を大きくすることが
でき、いわゆる現像性の高い現像方法を得ることができ
る。また、本発明の現像方法は、現像領域の最初の前域
部Ａで、低い電界でも現像できる遊離トナーＴを生じさ
せることで、いわゆる現像性の高い現像方法を得ること
ができる。

【００１３】なお、以上説明したような現像領域前域部
Ａにおける磁性キャリアＭとトナーＴの挙動は、本願発
明者らが、実体顕微鏡（オリンパス社製：ＳＺＨ１０）
とハイスピードカメラ（フォトロン社製：ＦＡＳＴＣＡ
Ｍ−Ｕｌｔｉｍａ−Ｉ^２）とを用いて、９０００〜４０
５００コマ／秒の撮影速度で撮影した映像により確認さ
れている。また、以下に説明する現像領域中域部Ｂと後
域部Ｃについても、同じように確認されている。

【００１４】本発明の現像方法は、図１中のＢに示すよ
うに、現像領域中域部内で、表面にトナーＴを有する磁
性キャリアＭから、トナーＴを感光体１００に散布して
現像するものである。この感光体１００へのトナーＴの
散布は磁気ブラシの穂が感光体１００に強く接触するこ
とにより生ずる。図３は、本発明の現像方法における現
像領域中域部Ｂでの磁性キャリアＭの穂が感光体１００
に強く接触する状況を示す模式図である。現像スリーブ
１１１上で、現像領域中域部Ｂにおける磁性キャリアＭ
が集合して形成される穂の大きさ、特にその高さは、上
述したように、磁性キャリアＭの粒径等の粉体特性、磁
化の強さ等の磁気特性と主磁極を形成する磁石Ｐ１の磁
化の強さ等の磁気特性、磁石の幅等の形態的特性により
決定される。そのために、現像領域中域部Ｂでは、現像
スリーブ１１１上にある磁性キャリアＭの穂は、現像ス
リーブ１１１上で滑る場合を除いて、ほぼ現像スリーブ
１１１と同じ速度で移動している。そのために、磁性キ
ャリアＭの穂の高さが現像スリーブ１１１と感光体１０
０との距離よりも高くなる場合は、主磁極を形成する磁
石Ｐ１の磁力線に沿って立ち上がる速度と現像スリーブ
１１１の周速の両方の速度を持って感光体１００に強く
接触する。

【００１５】また、感光体１００に強く接触する前に、
磁性キャリアＭの穂が完全に立ち上がっていたとして
も、現像領域内の現像スリーブ１１１と感光体１００の
最近接部が最も距離が狭くなっており、したがって、磁
性キャリアＭの穂は、次第に狭くなっていく方向に移動
して行くため、磁性キャリアＭの穂の高さが、現像スリ
ーブ１１１と感光体１００との間の最近接部よりも大き
い場合は、磁性キャリアＭの穂は、現像スリーブ１１１
の周速から感光体１００の周速を相殺した速度で感光体
１００に強く接触する。このときに、磁性キャリアＭ上
に静電的に付着しているトナーＴが、衝撃によって磁性
キャリアＭ表面から離脱し、遠心力による運動の慣性
力、感光体１００表面の潜像Ｌによる電界と現像スリー
ブ１１１と感光体１００間に印加されている電界によっ
て、感光体１００上に現像される。

【００１６】本発明の現像方法は、図１中のＣに示す現
像領域後域部内で、磁気ブラシを感光体１００に摺擦、
または近接させて、磁性キャリアＭからトナーＴが現像
される現像方法である。ここで、現像領域後域部Ｃは、
磁性キャリアＭの磁気ブラシが、感光体１００に摺擦又
は近接したまま現像スリーブ１１１上を搬送される領域
である。図４は、本発明の現像方法における現像領域後
域部Ｃで、トナーＴが現像される状況を示す模式図であ
る。現像スリーブ１１１と感光体１００との間には、通
常トナーＴを現像するための電界が印加されている。図
５は、反転現像方式における直流電界を印加している状
態を示す模式図である。有機顔料をキャリア生成材料に
用いる有機感光体１００では、一般に負極性の電荷を乗
せることが多い。現像方式の中で、感光体１００に乗せ
る帯電電荷の極性は大きな問題ではない。さらに、レー
ザ光で書き込む場合、書込量を少なくするために文字部
を露光するため、この部分の帯電電荷がキャリア生成材
料から生成される正孔により中和されて、図６に示すよ
うに、文字部の電位が低下する。この文字部に、現像ス
リーブ１１１に負極性の電界を印加して、負極性のトナ
ーＴを現像させる。この現像領域後域部Ｃでは、感光体
１００側に開かれた空間を有する磁性キャリアＭ上のト
ナーＴは、感光体１００と現像スリーブ１１１との間の
電界及び感光体１００と磁性キャリアＭとの間に生ずる
電界により感光体１００の潜像Ｌに現像される。

【００１７】本発明の現像方法は、図１中のＤに示す現
像領域後域部Ｃの中央部で、磁気ブラシを感光体１００
に摺擦させて、Ｄ現像領域以前（特にＡ現像領域とＢ現
像領域）に既に現像されている感光体１００上のトナー
像を構成するトナーを再配置する、言い換えるとトナー
像を構成するトナーＴを潜像に対して整える現像方法で
ある。ここで、Ｄ現像領域は現像領域中において、感光
体１００に接する磁性キャリアＣの個数が最も多い領域
である。このＤ現像領域は現像ギャップの最近接部近傍
にあり、感光体１００と磁気ブラシを構成する磁性キャ
リアＣとの接触圧（感光体１００側から見た磁気ブラシ
の面圧）が現像領域中で最も高くなっている。そのた
め、この領域でトナーを再配置させることにより、潜像
に対して最も忠実にトナーＴを現像することが可能とな
る。感光体１００と現像スリーブ１１１の線速比が１．
０である場合、このＤ現像領域においては、感光体１０
０と磁気ブラシ先端との間でトナーの授受（感光体１０
０にトナーＴを現像し、感光体１００から離脱させる）
があるのみであるが、線速比が１．０以上である場合に
は、感光体上に既に現像されたトナーＴは感光体１００
の回転方向下流側に現像スリーブ１１１の回転に伴って
移動する。なお、上記したように、Ｄ現像領域は磁気ブ
ラシと感光体１００との接触圧が高いため磁気ブラシの
摺擦力が現像領域内において最も強くなる領域である。
また、この領域は現像ギャップの最近接部近傍であるた
め、現像領域内において現像電界が最も強く、かつ感光
体１００に接触する磁性キャリアＣの数が最も多い為、
現像電界が均一な状態となっている。

【００１８】このＤ現像領域において、トナーＴは感光
体１００に現像する方向に電気的な力を受けた状態のま
ま、磁気ブラシにより感光体回転方向下流側に摺擦力を
受ける。そのため、上記したように感光体上のトナーは
現像スリーブの回転に伴い感光体回転方向下流側に移動
するのである。ここでいう移動とは、トナーＴが感光体
１００に接触した状態のまま、感光体１００表面を滑る
か、あるいは転がる状態を指す。このＤ現像領域におけ
る、一旦感光体１００上に現像されたトナーＴを再配置
させることによるハーフトーンの孤立ドット再現性向上
の効果は、粉砕法によるトナーＴでも、重合法によるト
ナーＴでも得られるが、望ましくは重合法により作成さ
れた重合球形トナーがよい。さらにいうと、トナーＴの
球形度は０．９５以上が最も効果が得られ易い。ちなみ
に、トナー表面に添加する添加材量は本実施例において
は、シリカ：０．７重量部、酸化チタン：０．３重量部
である。Ｄ現像領域においてさらに再配置の効果を得る
ためには、表面に添加するシリカ量を、１重量部以上と
しトナーＴの流動性を向上させることも考えられるが、
帯電量変化に伴った環境変動に対する余裕度が低下する
こと、経時における磁性キャリアＣの汲上量（ドクタを
通過する単位面積当たりの磁性キャリアＣの通過量）が
低下するなどの弊害をもたらすため、本実施例では上記
の添加量としてある。

【００１９】一方、感光体１００側からの条件として
は、感光体摩擦係数が０．５未満であることが望まし
い。なお、この感光体摩擦係数は公知であるオイラー法
により測定される値である。感光体の摩擦係数が０．５
以上であると、磁気ブラシの摺擦による感光体１００上
のトナーＴを再配置する効率が低下するため、ドット再
現性が良く、粒状度の高い画像を得ることは困難とな
る。なお、感光体摩擦係数を経時において維持する方法
としては、感光体１００上にファーブラシを介してステ
アリン酸亜鉛などの無機化合物を塗布する方法が広く知
られているが、この方法による感光体１００の摩擦係数
の制御によっても本発明の効果を十分得ることができ
る。ここで、Ｄ現像領域の効果を最も得やすい主磁極の
角度について述べる。主磁極のピーク位置は感光体１０
０の中心と現像スリーブ１１１の中心を結ぶ直線と一致
するか、あるいは現像スリーブ１１１の回転方向に対し
て上流側に設定するのが望ましい（いわゆる主磁極角度
０゜、もしくは主磁極角度上流設定である。）。このよ
うに設定することにより、現像ギャップＧｐの最近接部
近傍において、Ｄ現像領域を効率良く利用して現像する
ことができる。図７は、主磁極の角度を説明するための
構成を示す模式図である。

【００２０】図８は、Ｄ現像領域通過前後におけるベタ
画像の後端部トナー現像状態を示す模式図である。図８
は、感光体１００上のベタ画像後端部断面を感光体１０
０の長手方向から見たものである。Ｄ現像領域通過前の
ベタ画像後端部はエッジ電界のため中央部よりもトナー
の現像量が多くなり、後端部が盛り上がるような状態で
感光体上にトナーが付着している。一方、通過後の画像
は端部の盛り上がりが緩和され、均一な状態に補正され
る。図９は、Ｄ現像領域通過前後におけるハーフトーン
ドット画像の現像状態を示す模式図である。Ｄ領域通過
前のハーフトーンドットは個々の孤立ドットの微小なエ
ッジ電界差と微小な帯電電位の差、または現像されたト
ナーＴの帯電量、もしくは帯電量分布の差により、個々
の孤立ドットを構成するトナーＴの付着量が不均一とな
り、微小な濃度偏差を持つ粒状性の悪い画像となってい
る。一方、Ｄ現像領域通過後の画像はドットのバラツキ
が緩和され、トナーＴの付着量が比較的均一な状態とな
る。

【００２１】ここで、図１０は、Ｄ現像領域におけるハ
ーフトーンドットを形成するトナー像の再配置を示す模
式図である。ハーフトーンドットを形成するトナーＴは
ベタ部に現像されたトナーＴと比較して、移動が起こり
やすい。以下説明すると、ハーフトーンドットに関して
は主に孤立ドットのエッジ部に付着するトナーＴが、現
像スリーブ１１１と感光体１００の周速差により、感光
体回転方向下流側のドット潜像に向かって移動する。こ
れはドットエッジ部に付着するトナーＴの感光体に対す
る付着力が低いため（ドット周囲の潜像ポテンシャルが
低い）である。感光体１００（特に潜像のポテンシャル
の高い部位）に一度付着したトナーＴは直流（ＡＣ）バ
イアス、または交流（ＤＣ）バイアスの電界のみで感光
体上から離脱させることは困難である。そのため、磁気
ブラシが適度な摺擦力を持って感光体に接するＤ現像領
域が存在することにより、画像の方向性や均一性がより
向上する。さらに、Ｄ現像領域では、トナーＴが現像領
域前域部Ａ又は現像領域中域部Ｂで現像されたために表
面に存在するトナーＴが少なくなって、帯電量が過多に
なった磁性キャリアＭは、感光体１００を摺擦しながら
移動するために、先に現像したトナーＴに追いつき、強
く接触することでその衝撃力と、互いに逆極性に帯電し
ていることから生ずる静電的なクーロン力とによって、
磁性キャリアＭ表面に吸着させて、感光体１００から離
脱させる。

【００２２】この場合、主に感光体１００上の非画像部
では、帯電装置による静電荷が少ないために、トナーＴ
を感光体１００に吸着しておく電界が小さいことから、
非画像部のトナーＴを離脱させることが多い。このため
に、非画像部における地汚れを防止して、高品位の画像
を得ることができる。そのため、対感光体のスリーブ線
速比を低く設定することも可能となる。従って、逆にＤ
現像領域の効果が得られない現像方式では地肌汚れを防
止するためには、ＡＣバイアスの周波数を高めに設定し
なくてはならなくなる（５ｋＨｚ以上）。周波数を高く
設定する場合、特に矩形波を用いたとき、現像バイアス
の立ち上り、立ち下りにおいて電圧のオーバーシュート
分がプラスされるため所定のＶｐｐ（ピーク・トゥ・ピ
ーク）電圧を得ることが難しくなる。オーバーシュート
量が大きい場合の不具合としては、特にＨＨ環境（高温
高湿環境）において、画像ベタ部に磁気ブラシからの放
電痕である白ポチ現象が発生し易い状態となり、画像安
定性を失ってしまう。さらには、ハーフトーンのハイラ
イト部において孤立ドットの抜けが多くなり、ハーフト
ーンの粒状性を低下させてしまう。本発明の現像方式を
用いることによりＡＣバイアスの周波数を低く設定する
ことができる。そのためパワーパックの製造コストを抑
えることができる。さらには、感光体１００やその他の
部材との共振が緩和され、不快な高周波ノイズの低減に
役立つ。

【００２３】さらに、画像安定性に関して言及する。長
期の不使用後、ＨＨ環境（高温高湿環境）、または経時
における磁性キャリアＣの劣化により、トナーＴの帯電
量が低下した際には、Ａ現像領域、Ｂ現像領域において
現像（ドット潜像、またはベタ潜像のポテンシャルを埋
める）に必要とされる以上のトナーＴの離脱が発生する
場合がある。その際にはベタ画像部においてはトナーＴ
の付着量変動により濃度変動が発生する。また、ハーフ
トーン部においては孤立ドット部のトナーＴの付着量バ
ラツキが増加し、粒状性を低下させてしまう。しかしな
がら、本発明の現像方法を用いることにより、上記した
ように、ベタ画像部、ハーフトーン孤立ドット画像のト
ナー付着状態を補正することが可能となるため、環境や
経時などによる変動に対する余裕度が向上する。

【００２４】本発明の現像方法は、感光体１００に対向
して配置され、内部に磁石を有する現像スリーブ１１１
が、トナーＴとトナーＴを保持する磁性キャリアＭとを
含む二成分現像剤を表面に担持し、感光体１００との間
に形成される現像領域に搬送し、現像スリーブ１１１表
面上に形成される潜像ＬをトナーＴで現像する現像方法
において、現像スリーブ１１１は、現像領域で、表面に
トナーＴを有する磁性キャリアＭが集合した穂と、磁性
キャリアＭ表面から離脱させる遊離トナーＴとを含む磁
気ブラシを形成し、磁性キャリアＭの集合した穂が立ち
上がり、そして穂が寝る間にトナーＴを離脱させて現像
し、かつ現像領域内で形成される磁気ブラシを感光体１
００に強く接触させて、感光体１００へのトナーＴの散
布を生じさせ現像し、かつ現像領域内の磁性キャリアＭ
を感光体１００に摺擦又は近接させて現像する現像方法
である。現像領域内の前域部Ａでは、磁性キャリアＭが
集合して穂になり、立ち上がりから穂が寝るまでの間に
トナーＴが磁性キャリアＭから離脱させる。これに、現
像のための電界を印加することで、そのまま感光体１０
０に向かわせて現像することができる。さらに、現像領
域内の中域部Ｂでは、磁性キャリアＭの穂がさらに感光
体１００に接触し、磁性キャリアＭ上のトナーＴを感光
体１００上に散布して、感光体１００の潜像Ｌを現像す
る。さらに、この接触により、先に現像されている感光
体１００上のトナーＴを吸着され、再び磁性キャリアＭ
上に回収する。これにより、前域部Ａ₀及びA₁・中域部
Ｂにおける現像で非画像部又は低電位の画像部に現像さ
れたトナーＴを引き戻されるので高品位の画像を得る。

【００２５】さらに、後域部Ｃでは、磁気ブラシ先端の
磁性キャリアＭが感光体１００に摺擦又は近接して、印
加される電界によりトナーＴで感光体１００上の潜像Ｌ
を現像する。また、この摺擦又は近接により、先に現像
されている感光体１００上からトナーＴを離脱させ、再
び磁性キャリアＭ上に付着させる。同時にトナーＴを感
光体回転方向下流側に移動させ再配置させる。これによ
り、後域部Ｃにおける現像では非画像部又は低電位の画
像部に現像されたトナーＴを引き戻し、同時により安定
した潜像へトナーＴを移動させるため、高品位の画像を
得る。従って、本発明の現像方法では、現像スリーブ１
１１の感光体１００に向いている面全体を現像領域とす
ることができる。その中で、磁性キャリアＭの運動態様
が特徴的な３領域に注目した磁性キャリアＭの運動態様
を制御することで感光体１００上のトナー量を多くして
高品位の画像を得ることができる。

【００２６】さらに、本発明の現像方法では、現像スリ
ーブ１１１の線速（Ｖｓ）と感光体１００の線速（Ｖ
ｐ）との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は、０．９＜Ｖｓ／Ｖｐ
＜４の範囲にある現像方法とする。現像スリーブ１１１
と感光体１００は、対向している部分では同方向に回転
している。現像スリーブ１１１の線速が感光体１００の
線速より小さくとも、つまり線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）が１
以下でも磁性キャリアＭ表面から離脱させるトナーＴが
十分にあるため、現像されるトナー付着量を多く維持す
ることが可能になる。線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は０．９よ
り大きな線速比とした現像スリーブ１１１の回転により
現像されるトナーＴを多くして、画像濃度の高い画像を
得ることができる。遊離トナーＴの量によっては、更に
線速比を下げられる可能性が残っている。また、線速比
（Ｖｓ／Ｖｐ）を大きくすると、現像領域中域部Ｂでの
感光体１００に接触する衝撃が大きくなるために、散布
して現像されるトナー付着量は増加するが、衝撃により
感光体１００から離脱されるトナーＴが増加する。さら
に、現像領域後域部Ｃでは磁気ブラシが感光体１００に
摺擦又は近接すると、磁性キャリアＭの穂に接触する回
数が多くなるために感光体１００から離脱させるトナー
量が増加する。特に、線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）が４以上で
は、ハーフトーン部の後端白抜けや横細線画像のカスレ
が多くなるため、線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は４未満である
ことが好ましい。

【００２７】印加するバイアスは、特に、直流（ＤＣ）
と交流（ＡＣ）を重畳させて発生させる交番電界が好ま
しい。図８は、反転現像方式における直流と交流の交番
電界を印加している状態を示す模式図である。上述した
ＤＣバイアスと同じように、例えば、負極性トナーＴ
は、現像スリーブ１１１と感光体１００との間に印加さ
れた電界により現像される。この場合も、現像スリーブ
１１１上の磁性キャリアＭが誘電体であるために、感光
体１００と磁性キャリアＭが集合した穂では、さらに電
界が強調された電界が生ずることにより、磁性キャリア
Ｍ上に付着しているトナーＴが、感光体１００の静電潜
像Ｌに現像される。さらに、交番電界が印加されている
ことにより、現像されて感光体１００上にあるトナーＴ
が振動するように運動し、次第に潜像Ｌに忠実に揃えら
れ高品位の画像を得ることができる。また、ここでも、
感光体１００に磁気ブラシの穂が近接していると磁性キ
ャリアＭによって強調された電界が生ずるために、この
部分でトナーＴが振動するようにより激しく運動し、さ
らに、潜像Ｌに忠実に揃えられ高品位の画像を得ること
ができる。

【００２８】次に、本発明の現像方法の最適な実施形態
について説明する。図１１は、本発明の現像装置の構成
を示す概略図である。感光体１００の周囲には、感光体
１００表面を帯電するための帯電装置、一様帯電処理面
に潜像Ｌを形成するためのレーザー光線からなる露光、
感光体１００表面の潜像Ｌに帯電トナーＴを付着するこ
とでトナー像を形成する現像装置１１０、形成された感
光体１００上のトナー像を記録紙へ転写するための転写
装置、感光体１００上の残留トナーＴを除去するための
クリーニング装置、感光体１００上の残留電位を除去す
るための除電装置が順に配設されている（現像装置１１
０以外は図示せず）。現像装置１１０は、感光体１００
の左側に配置されている。このような構成において、帯
電装置のスコロトロンによって表面を一様に帯電された
感光体１００は、露光によって静電潜像Ｌを形成され、
現像装置１１０によってトナー像を形成される。当該ト
ナー像は、転写ベルトなどでなる転写装置によって、感
光体１００表面から、不図示の給紙トレイから搬送され
た記録紙へ転写される。この転写の際に感光体１００に
静電的に付着した記録紙は、分離爪によって感光体１０
０から分離される。そして未定着の記録紙上のトナー像
は不図示の定着装置によって記録紙に定着される。一
方、転写されずに感光体１００上に残留したトナーＴ
は、クリーニング装置によって除去され回収される。残
留トナーＴを除去された感光体１００は除電ランプで初
期化され、次回の画像形成プロセスに供される。

【００２９】現像装置１１０内には、現像スリーブ１１
１が感光体１００に近接するように配置されていて、双
方の対向部分に現像領域が形成されている。現像スリー
ブ１１１では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電
性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリ
ーブ１１１が不図示の回転駆動機構によって時計回り方
向に回転されるようになっている。本実施形態では、感
光体１００の感光体径が９０ｍｍで、感光体１００の線
速が２４５ｍｍ／秒に設定され、現像スリーブ１１１の
スリーブ径が３０ｍｍで、現像スリーブ１１１の線速が
３８５ｍｍ／秒に設定されている。したがって、感光体
線速に対するスリーブ線速の比は１．５７である。な
お、本実施形態では、現像スリーブ１１１の線速の感光
体１００の線速に対する比（Ｖｓ／Ｖｐ）は最低０．９
にまで下げてもなお必要な画像濃度を得ることができ
る。また、感光体１００と現像スリーブ１１１との間隔
である現像ギャップは０．４ｍｍに設定されている。現
像ギャップは、従来ではキャリア粒径が５０μｍであれ
ば０．６５ｍｍ以下、言い換えれば、磁性キャリア径の
１３倍以下に設定することが望ましい。現像ギャップが
あまり狭くなると、磁気ブラシが感光体１００に広範囲
で接触するようになるために、横線細りや後端白抜け等
の方向依存性が起こりやすくなる。逆に、現像ギャップ
が広くなると、十分な電界の強度が得られず、孤立ドッ
トやソリッド部でムラ等の画像欠陥を生ずる。電界強度
を維持するために、印加する電圧を大きくすることも可
能であるが、放電によるいわゆる白ポチと呼ばれるソリ
ッド部の白く抜けた画像等の異常画像が発生しやすくな
る。

【００３０】現像剤の搬送方向における現像領域の上流
側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、すなわち、現
像スリーブ１１１上の現像剤層の厚みを規制する層厚規
制部材としてのドクターブレードが設けられている。こ
のドクターブレードと現像スリーブ１１１との間隔であ
るドクターギャップは、０．８７ｍｍに設定されてい
る。従来、ドクターブレードとしては非磁性材料のみか
らなる板状のものが使用されていたが、本実施形態にお
けるドクターブレードは、磁性材料からなる板を従来の
非磁性の板に接合した構成を有している。磁性材料を用
いることで、後述するように、穂高の揃った磁気穂が形
成されやすくなる。現像スリーブ１１１の感光体１００
とは反対側の領域には、現像ケーシング内の現像剤を攪
拌しながら現像スリーブ１１１へ汲み上げるための攪拌
スクリュが設けられている。現像ケーシング内の現像剤
は、トナーＴと磁性キャリアＭからなる現像剤であり、
現像剤は図示しない駆動手段により回転する攪拌スクリ
ューで混合・攪拌され、トナーＴが摩擦帯電される。こ
のときのトナー帯電量（ｑ／ｍ）は、−５〜−６０μＣ
／ｇ、好ましくは、−１０〜−３０μＣ／ｇがよい。

【００３１】また、磁性キャリアＭとしては、鉄、ニッ
ケル、コバルト等の金属又はこれらと他の金属による合
金、マグネタイト、γ−ヘマタイト、二酸化クロム、銅
亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト等の酸化物、
マンガン−銅−アルミニウム等のホイスラー合金等の等
の強磁性体の粒子を用いることができる。さらに、この
強磁性体の粒子をスチレン−アクリル系、シリコーン
系、フッ素系等の樹脂で被覆してもよい。これらは、ト
ナーＴとの帯電性を考慮して適宜選択することができ
る。また、磁性体粒子を被覆する樹脂には、荷電制御
剤、導電性物質等を添加してもよい。また、スチレン−
アクリル系、ポリエステル系等の樹脂中にこれらの磁性
体粒子を分散させたものであってもよい。強磁性体の飽
和磁化の強さは、４５〜８５ｅｍｕ／ｇが好ましい。４
５ｅｍｕ／ｇ未満では、飽和磁化の強さが低いために、
搬送性が低下し、また、感光体１００へのキャリア付着
が多くなる。８５ｅｍｕ／ｇを越えると、飽和磁化の強
さが高いために、磁気ブラシが強くなり、スキャベンジ
効果が強く、ハーフトーン部にスキャベンジ跡が生じ、
画像品質を低下させる。

【００３２】また、トナーＴとしては、少なくとも熱可
塑性の樹脂とカーボンブラック、銅フタロシアニン系、
キナクリドン系、ビスアゾ系の顔料を有するものを用い
る。樹脂としては、スチレン−アクリル系、ポリエステ
ル系の樹脂が好ましい。この他に、定着助剤としてポリ
プロピレン等のワックス、トナー帯電量を制御するため
の含合金染料を内添することができる。さらに、表面処
理したシリカ、アルミナ、酸化チタン等の酸化物、窒化
物、炭化物等を外添してもよい。さらに、脂肪酸金属
塩、樹脂微粒子等を併せて外添してもよい。

【００３３】図１２は、本発明の現像装置における現像
領域でトナーを現像する状況を示す模式図である。図１
２（ａ）に示すように、現像領域前域部Ａにおいては、
穂が起き上がった位置あるいは再び磁気ブラシが現像ス
リーブ１１１に押し付けられるまでの間にも衝撃力、遠
心力等によりトナーＴが動き得る空間が形成され、磁性
キャリアＭ上のトナーＴ及び磁性キャリアＭが集合する
穂と穂との間に挟まれたトナーＴが離脱させる。これに
よって、多数の遊離トナーＴがクラウド状ないしスモー
ク状に発生する。この遊離トナーＴ群は、現像電界によ
り感光体１００の画像部に引き付けられ、現像される。
非画像部では、電界は現像スリーブ１１１側へ向いてお
り、遊離トナーＴは磁性キャリアＭに戻るか現像スリー
ブ１１１上に移動する。これにより、トナーＴの使用効
率を向上させることができるとともに、トナー飛散によ
る装置内の汚れを防止することができる。また、本実施
形態では、感光体１００と現像スリーブ１１１が対向す
る部位において、図示しない交番電界印加手段により交
番電界が印加される。さらに、本実施形態では、現像領
域中域部Ｂ及び後域部Ｃで磁気ブラシが感光体１００に
接触しているため、磁気ブラシ先端の磁性キャリアＭ
（感光体１００に近いキャリア）と感光体１００との間
に電極効果が働き、より画像部トナー層を均一化し、非
画像部の地汚れトナーＴを効率良くスキャベンジするこ
とができる。

【００３４】このように、交番電界及び二成分接触現像
により、図１１（ｂ）に示すように、磁気ブラシの先端
の磁性キャリアＭと感光体との間でトナーＴが往復運動
（振動）をする。このトナーＴの往復運動は、画像部で
はトナー層の均一化を助長してドット再現性のよい高画
質化をもたらし、非画像部では地汚れトナーＴに対して
スキヤべンジ効果をもたらす。なお、本実施形態で用い
た磁性キャリアＭの平均粒径は３５μｍ、磁化の強さは
８５ｅｍｕ／ｇ、トナーＴの平均粒径７μｍ、トナー濃
度７wt％、トナー帯電量−２２．５μＣ／ｇであった。
現像条件は、帯竜電位−７００Ｖ、画像部電位−１００
Ｖ、非画像部電位−６５０Ｖ、現像電界：直流成分−５
００Ｖに、交流成分としてＶｐ−ｐ：８００Ｖ、周波
数：４．５ｋＨの矩形波を重畳した交番電界を使用し
た。これにより、ハーフトーン部でのザラツキがなく、
ソリッド部でのベタ濃度も高く、ラインや文字の鮮鋭度
も優れた高画質が得られることがわかった。

【００３５】また、本発明の画像形成装置では、上記現
像装置を備えることを特徴としている。図１３は、本発
明の画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施形
態のカラー複写機においては、カラー画像読取装置（以
下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置
（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３、制
御部等で構成されている。上記カラースキャナ１は、コ
ンタクトガラス４０１上の原稿４の画像を照明ランプ４
０２、ミラー群４０３ａ，ｂ，ｃ、及びレンズ４０４を
介してカラーセンサ４０５に結像して、原稿４のカラー
画像情報を、例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以
下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取
り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ４０５
は、本例ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような
光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解した３
色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、この
カラースキャナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強
度レベルをもとにして図示しない画像処理部で色変換処
理を行い、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという）、Ｃｙａｎ
（以下、Ｃという）、Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍとい
う）、Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像デ
ータを得る。

【００３６】上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データ
を得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりであ
る。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取っ
たスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ４０２及
びミラー群４０３ａ，ｂ，ｃ等からなる光学系が矢印左
方向へ原稿４を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画
像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによ
って、順次４色のカラー画像データを得る。そして、そ
の都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重
ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。上
記カラープリンタ２は、像担持体としての感光体ドラム
２００、書き込み光学ユニット２２０、現像装置として
のリボルバ現像ユニット２３０、中間転写装置２６０、
定着装置２７０等で構成されている。上記感光体ドラム
２００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感
光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電
器２０３、帯電電位検出手段としての電位センサ２０
４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、
現像濃度パターン検知器２０５、中間転写装置２６０の
中間転写ベルト２６１などが配置されている。また、上
記書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１か
らのカラー画像データを光信号に変換して、原稿４の画
像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２００に
静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット４２０
は、光源としての半導体レーザー４２１、図示しないレ
ーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー４２２とその回
転用モ−タ４２３、ｆ／θレンズ４２４、反射ミラー４
２５などで構成されている。

【００３７】また、上記リボルバ現像ユニット２３０
は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器
２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙ、及び各現像器を矢印の反
時計方向に回転させる後述のリボルバ回転駆動部などで
構成されている。各現像器は、静電潜像を現像するため
に現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて
回転する現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌する
ために回転する現像剤パドルなどで構成されている。各
現像器２３１内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌
によって負極性に帯電され、また、各現像スリ−ブには
図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス
電源によって負の直流電圧Ｖ_ＧＦに交流電圧Ｖ_ＤＦが重
畳された現像バイアスが印加され、現像スリ−ブが感光
体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイア
スされている。複写機本体の待機状態では、リボルバ現
像ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置にセ
ットされており、コピー動作が開始されると、カラース
キャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データ
の読み取りが開始し、このカラー画像データに基づきレ
ーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以
下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。
Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端
部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部
が到達する前に、Ｂｋ現像スリ−ブを回転開始して、Ｂ
ｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂｋ
静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部が
Ｂｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像
器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０
が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる
静電潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、この
リボルバ現像ユニット２３０については、後で詳しく説
明する。

【００３８】また、上記中間転写装置２６０は、中間転
写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転
写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで
構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２
６４ａ、転写対向ローラ２６４ｂ、クリーニング対向ロ
ーラ２６４ｃ及び従動ローラ群に張架されており、図示
しない駆動モ−タにより駆動制御される。この中間転写
ベルト２６１の材質は、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロ
ロエチレン）であり、その電気抵抗は表面抵抗で１０８
〜１０^１０Ω／ｃｍ２程度である。またベルトクリーニ
ング装置２６２は、入口シール、ゴムブレード、排出コ
イル、入口シール及びゴムブレードの接離機構等で構成
されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１
に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写して
いる間はブレード接離機構によって中間転写ベルト２６
１面から入口シール、ブレードを離間させておく。また
紙転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ
電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１
上の重ねトナー像を記録紙５に一括転写する。

【００３９】また、カラープリンタ２内の記録紙カセッ
ト２０７及び給紙バンク３内の記録紙カセット３００
ａ，ｂ，ｃには、各種サイズの記録紙５が収納されてお
り、指定されたサイズの記録紙５のカセットから、給紙
コロ２０８，３０１ａ，ｂ，ｃによってレジストローラ
対２０９方向に給紙、搬送される。また、ＯＨＰ用紙や
厚紙などの手差し給紙用にプリンタ２の右側面に手差し
トレイ２１０がある。上記構成のカラー複写機におい
て、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体ドラ
ム２００は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト２６１
は矢印の時計回りに図示しない駆動モ−タによって回転
される。中間転写ベルト２６１の回転に伴ってＢｋトナ
ー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー
像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間
転写ベルト２６１上に重ねてトナー像が形成される。

【００４０】上記Ｂｋトナー像形成は次のように行われ
る。帯電器２０３はコロナ放電によって感光体ドラム２
００を負電荷で一様帯電する。そして、半導体レーザ２
２１はＢｋカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行
う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電され
た感光体ドラム２００の露光された部分は、露光光量に
比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。そ
して、このＢｋ静電潜像にＢｋ現像スリーブ上の負帯電
のＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２０
０の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷
の無い部分つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着
し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。そし
て、感光体ドラム２００上に形成されたＢｋトナー像
は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動している
中間転写ベルト２６１の表面に、ベルト転写器２６５に
よって転写される（以下、感光体ドラム２００から中間
転写ベルト２６１へのトナー像転写をベルト転写とい
う）。

【００４１】感光体ドラム２００上の若干の未転写残留
トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて感光体
クリーニング装置２０１で清掃される。ここで回収され
たトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータ
ンクに蓄えられる。感光体ドラム２００側ではＢｋ画像
形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミン
グでカラースキャナ１によるＣ画像データ読み取りが始
まり、そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、
Ｃ静電潜像形成を行う。そして、先のＢｋ静電潜像の後
端部が通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達す
る前にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作が行わ
れ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされてＣ静電
潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の
現像を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点
で、先のＢｋ現像器２３１Ｂの場合と同様にリボルバー
現像ユニット２３０の回転動作を行い、次のＭ現像器２
３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静
電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれの
カラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作
が上述のＢＫ，Ｃの工程と同様であるので説明は省略す
る。

【００４２】上記中間転写ベルト２６１には、感光体ド
ラム２００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像
を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像
が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー
像が記録紙５に紙転写器２６３により一括転写される。
上記画像形成動作を開始する時期に、記録紙５は上記記
録紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送さ
れ、レジストローラ対２０９のニップで待機している。
そして、紙転写器２６３に中間転写ベルト２６１上のト
ナー像先端がさしかかるときに、ちょうど記録紙５の先
端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストロー
ラ対２０９が駆動され、記録紙５とトナー像とのレジス
ト合わせが行われる。そして、記録紙５が中間転写ベル
ト２６１上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器２
６３の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で記録
紙５が正電荷で荷電され、トナー画像のほとんどが記録
紙５上に転写される。続いて紙転写器２６３の左側に配
置した図示しないＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器と
の対向部を通過するときに、記録紙５は除電され、中間
転写ベルト２６１から剥離して搬送ベルト２１１に移
る。

【００４３】そして、中間転写ベルト２６１面から４色
重ねトナー像を一括転写された記録紙５は、紙搬送ベル
ト２１１で定着装置２７０に搬送され、所定温度に制御
された定着ローラ２７１と加圧ローラ２７２のニップ部
でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対２１２で装置
本体外に送り出され、図示しないコピートレイに表向き
にスタックされ、フルカラーコピーを得る。一方、ベル
ト転写後の感光体ドラム２００の表面は、感光体クリー
ニング装置２０１（ブラシローラ、ゴムブレード）でク
リーニングされ、除電ランプ２０２で均一に除電され
る。また、記録紙５にトナー像を転写した後の中間転写
ベルト２６１の表面は、ベルトクリーニング装置２６２
のブレードを再びブレード接離機構で押圧することによ
ってクリーニングされる。

【００４４】ここで、リピートコピーのときは、カラー
スキャナ１の動作及び感光体ドラム２００への画像形成
は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、
所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成
工程に進む。また、中間転写ベルト２６１の方は、１枚
目の４色重ねトナー像の記録紙５への一括転写工程に引
き続き、表面のベルトクリーニング装置２６２でクリー
ニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転
写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作にな
る。以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモード
であったが、３色コピーモード、２色コピーモードの場
合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動
作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合
は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニッ
ト２３０の所定色の現像器のみを現像作動状態にして、
ベルトクリーニング装置２６２のブレードを中間転写ベ
ルト２６１に押圧状態のまま連続してコピー動作を行
う。

【００４５】また、Ａ３サイズのフルカラーコピーモー
ドの場合には、中間転写ベルト２６１が１周するごとに
１色のトナー像を形成し、４回転で４色のトナー像を形
成していくのが望ましいが、装置全体を小さく、つまり
中間転写ベルト２６１の周長を抑え、小サイズの場合の
コピースピードを確保し、かつ最大サイズのコピースピ
ードも落さないようにするためには、中間転写ベルト２
６１が２周する間に１色のトナー像を形成するのが好ま
しい。この場合には、Ｂｋトナー像を中間転写ベルト２
６１に転写した後、次の中間転写ベルト２６１の１周で
は、カラープリンタ２における現像及び転写が行われず
に空回転し、その次の１周で次色のＣトナーによる現像
を行い、そのＣトナー像を中間転写ベルト２６１に転写
するように順次行っていく。このとき現像器切り換えの
ためのリボルバ現像ユニット２３０の回転動作は、上記
空回転時に行う。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像方法
では、従来の現像領域よりも広い範囲で現像領域を設定
することにより、現像領域におけるトナーの現像される
量を多くして、ソリッド部のベタ濃度の高い画像を得る
現像方法を提供することができる。また、さらに、磁気
ブラシと感光体を接触させることにより、感光体上に現
像されたトナーを磁気ブラシ先端の磁性キャリアで離脱
させることで、ソリッド部のベタ埋まりの良い滑らか
で、非画像部のかぶりの少なく、かつ横細線や文字の鮮
鋭度も優れた高品位の画像を得る現像方法を提供するこ
とができる。また、磁気ブラシと感光体を非接触にする
ことで、ハーフトーン部でのザラツキがなく、横細線や
文字の鮮鋭度も優れた画像を得る現像方法を提供するこ
とができる。

【００４７】また、本発明の現像装置では、従来の現像
領域よりも広い範囲で現像領域を設定することにより、
現像スリーブの回転数を高くしなくとも、現像されるト
ナーの供給量を多くする現像装置を提供することができ
る。さらに、本発明の画像形成装置では、広い範囲で現
像領域を設定することにより、現像されるトナーの供給
量を多くすることで、機械を設計する際の現像ギャッ
プ、現像スリーブの回転数等の許容範囲を広くすること
でき、また、ソリッド部や横細線の高品位の画像、特
に、カラーの画像では、ハーフトーン部の再現性の優れ
た画像を得る画像形成装置を提供することができる。ま
た、環境や経時変動に対する安定性を向上させることが
できる。さらに、ＡＣバイアスの周波数を低く設定する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像方法における現像領域内での二成
分現像剤の状態を模式的に表した概略図である。

【図２】本発明の現像方法における現像領域前域部Ａ
で、磁性キャリアの穂の立ち上がる状況を示す模式図で
ある。

【図３】本発明の現像方法における現像領域中域部Ｂ
で、磁性キャリアの穂が感光体に強く接触する状況を示
す模式図である。

【図４】本発明の現像方法における現像領域後域部Ｃ
で、トナーが現像される状況を示す模式図である。

【図５】反転現像方式における直流電界を印加している
状態を示す模式図である。

【図６】反転現像方式における直流と交流の交番電界を
印加している状態を示す模式図である。

【図７】本発明の現像方法の主極角度を示す模式図であ
る。

【図８】本発明の現像方法におけるＤ現像領域通過前後
のベタ画像後端部の差異を示す模式図である。

【図９】本発明の現像方法におけるＤ現像領域通過前後
のハーフトーン画像の差異を示す模式図である。

【図１０】本発明の現像方法におけるＤ現像領域でのト
ナー再配置の状態を示す模式図である。

【図１１】本発明の現像装置の構成を示す概略図であ
る。

【図１２】本発明の現像方法が、現像領域でトナーを現
像する状況を示す模式図である。

【図１３】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１カラー画像読取装置２カラー画像記録装置３給紙バンク５記録紙１００、２００感光体１１０現像装置１１１現像スリーブ１１２、１１３攪拌スクリュー１１４現像剤規制部材２０１感光体クリーニング装置２０２除電ランプ２０３帯電器２０４電位センサ２０５現像濃度パターン検知器２０７記録紙カセット２０８給紙コロ２０９レジストローラ対２１０手差しトレイ２１１搬送ベルト２２０書き込む光学ユニット２２１半導体レーザ２２２ポリゴンミラー２２３回転用モータ２２４ｆ／θレンズ２２５反射ミラー２３０リボルバ現像ユニット２３１現像器２６０中間転写装置２６１中間転写ベルト２６２ベルトクリーニング装置２６３紙転写コロナ放電器２６４ａ駆動ローラ２６４ｂ紙転写対向ローラ２６４ｃクリーニング対向ローラ２７０定着装置２７１定着ローラ２７２加圧ローラ３００ａ，ｂ，ｃ記録紙カセット４０１コンタクトガラス４０２照明ランプ４０３ａ，ｂ，ｃミラー群４０４レンズ４０５カラーセンサＡ現像領域前域部Ｂ現像領域中域部Ｃ現像領域後域部Ｌ潜像Ｍ磁性キャリアＴトナー

フロントページの続きＦターム(参考） 2H031 AC08 AC13 AC15 AC18 AC19 AC20 AD03 AD15 AD16 BA05 BA09 CA09 CA13 DA01 2H073 AA02 BA03 BA13 BA45 CA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に対向して配置され、内部に磁
石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する
磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、像担持体
との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上
に形成される潜像をトナーで現像する現像方法が、現像
領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合し
た穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーと
を含む磁気ブラシを形成する現像方法であって、前記現像方法は、磁性キャリアから離脱した遊離トナー
で像担持体上にトナー像を形成し、この像担持体上のト
ナー像を磁気ブラシで再配置されることを特徴とする現
像方法。
【請求項２】請求項１に記載の現像方法において、前記現像方法は、像担持体上のハーフトーンドットのト
ナー像に対してトナーを再配置することを特徴とする現
像方法。
【請求項３】請求項１ないし２に記載の現像方法にお
いて、前記現像方法は、像担持体上のハーフトーンのドット潜
像を現像したトナー像のエッジ部のトナーを再配置する
ことを特徴とする現像方法。
【請求項４】請求項１ないし３に記載の現像方法にお
いて、前記現像方法は、現像領域における磁気ブラシの摺擦に
より再配置されることを特徴とする現像方法。
【請求項５】請求項１ないし４に記載の現像方法にお
いて、前記現像方法は、磁性キャリアが集合した穂が立ち上が
りから穂が寝る間に、磁性キャリアからトナーを離脱さ
せると共に、磁性キャリアから離脱させた遊離トナーを
像担持体側へ移動させる電界を形成して現像することを
特徴とする現像方法。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の現
像方法において、前記現像方法は、磁性キャリアの粉体特性及び磁気特性
と現像領域内の磁石の磁気特性及び形態特性とを、磁性
キャリアが集合した穂が立ち上がりから穂が寝る間に、
磁性キャリアからトナーを離脱させるように設定するこ
とを特徴とする現像方法。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の現
像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体の形態特性及び電気特性
と像担持体の形態特性及び電気特性を、磁性キャリアか
ら離脱させたトナーを像担持体側へ移動させる電界を形
成するように設定することを特徴とする現像方法。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の現
像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体上で磁性キャリアが集合
した穂が立ち上がるときに、現像領域内の磁石により、
磁気ブラシの先端が現像剤担持体上の磁性キャリアの集
合した現像剤層から分離した状態であることを特徴とす
る現像方法。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれかに記載の現
像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体上で磁性キャリアが集合
した穂が寝るときに、現像領域内の磁石により、磁気ブ
ラシの先端が現像剤担持体上の磁性キャリアの集合した
現像剤層と一緒になった状態であることを特徴とする現
像方法。
【請求項１０】像担持体に対向して配置され、内部に
磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持す
る磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、
像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持
体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法
において、前記現像方法は、現像領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアから、トナーを像担
持体に散布し、像担持体に現像されたトナー像を再配置することを特徴
とする現像方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の現像方法におい
て、前記現像方法は、現像領域内で形成される磁気ブラシを
像担持体に接触させて、磁性キャリア表面からトナーを
離脱させ、この離脱させた遊離トナーを像担持体へ散布
して現像することを特徴とする現像方法。
【請求項１２】請求項１０または１１のいずれかに記
載の現像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体（Ｖｓ）と像担持体（Ｖ
ｐ）との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は、０．９＜Ｖｓ／Ｖｐ
＜４の範囲にあることを特徴とする現像方法。
【請求項１３】請求項１０ないし１２のいずれかに記
載の現像方法において、前記現像方法は、現像領域内で磁性キャリア表面から離
脱させる遊離トナーを、像担持体と現像剤担持体との間
に印加する電界で現像させることを特徴とする現像方
法。
【請求項１４】請求項１０ないし１３のいずれかに記
載の現像方法において、前記現像方法は、印加する電界が、交番電界であること
を特徴とする現像方法。
【請求項１５】像担持体に対向して配置され、内部に
磁石を有する現像剤担持体を備え、この現像剤担持体が
トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分
現像剤を表面に担持して、現像領域に搬送し、現像剤担
持体と像担持体の間に電界を印加し、像担持体表面上に
形成される潜像をトナーで現像する現像装置において、前記現像装置は、請求項１ないし１４のいずれかに記載
の現像方法により現像することを特徴とする現像装置。
【請求項１６】光導電性を有し、表面に潜像を形成す
る像担持体と、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持
体に対向して配置され、表面にトナーとトナーを保持す
る磁性キャリアを収納し、像担持体表面にトナー像を形
成する現像装置と、像担持体表面に形成されるトナー像
を記録部材に転写する転写装置とを有する画像形成装置
において、前記画像形成装置は、請求項１５に記載の現像装置を有
することを特徴とする画像形成装置。