JPH1144996A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用
い、静電潜像を可視化する現像装置において、現像剤の
劣化を低減するとともに、画質欠陥やキャリア付着のな
い良好な画像を安定して得る。 【解決手段】 像担持体１と近接・対向するように配置
される現像部材２１が導電性基体と２１ａと磁気記録層
２１ｂとを有し、この磁気記録層にはＮ極とＳ極とが微
小間隔で交互に着磁されたものとし、この現像部材の表
面にキャリアをほぼ一層だけ吸着した薄い現像剤層が形
成する。これにより、現像剤に大きな負荷を作用させる
ことなく現像部材上に現像剤層を形成する。そして、現
像部材の像担持体と対向する位置の上流側に、この現像
部材上の現像剤と接触し、現像剤を均等に均す現像剤均
し部材２６を設ける。この現像剤均し部材は、磁気凝集
した現像剤や、磁気拘束力が弱い位置にある現像剤を移
動させ、再配列して、現像部材上の現像剤層を均一なも
のとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録装置
又は静電記録装置等で用いられ、静電電位の差による潜
像にトナーを選択的に転移させて可視化する現像装置に
係り、特に磁性キャリアとトナーとを混合した二成分現
像剤を用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機・プリンタ等の画像形成装置とし
ては、電子写真式又は静電記録式の装置が広く用いられ
ている。このような装置は像担持体上に静電潜像を形成
し、これにトナーを転移して可視像とした後、このトナ
ー像を記録用紙等に転写するように構成されている。

【０００３】上記像担持体上の静電潜像を可視化する現
像装置には、トナー及び磁性キャリアからなる二成分現
像剤を像担持体表面に接触させ、トナーの転移によって
現像を行ういわゆる接触型二成分現像装置がある。 この
現像装置は、現像剤中におけるトナー濃度の制御が必要
であること、現像剤の攪拌機構が必要となり装置が大型
化するという課題を有するものの、画質特性および現像
剤の搬送性等の点で優れており、現像装置の主流となっ
ている。

【０００４】図１０は、上記接触型二成分現像装置の一
例を示す概略構成図であり、磁石ロール１０１ａとその
周囲で回転駆動するスリーブ１０１ｂとを備えた現像ロ
ール１０１（現像剤担持体）を有している。また、スリ
ーブ１０１ｂの周面に二成分現像剤を供給する現像剤供
給部材１０２と、トリマと称される層厚規制部材１０３
とを備えており、これによってスリーブ上に適切な厚さ
の現像剤層を形成する。このようにして形成された現像
剤層は磁石ロール１０１ａによる磁界に従ってキャリア
が穂状に連なったいわゆる磁気ブラシを形成し、像担持
体１１０との対向位置でこの像担持体１１０と接触して
トナーを転移するようになっている。

【０００５】上記現像装置において、現像ロール上に担
持される現像剤量は、像担持体へ転移するトナー量に影
響し、これによって画像の濃度が変動する。また、この
現像ロール上の現像剤層の状態が画像の品質にも大きく
影響する。このため、現像ロール上の現像剤層は、均一
に適切な層厚で形成する必要があり、上記現像装置では
層厚規制部材１０３を用いて、均一な層を形成するよう
にしている。この他、均一な現像剤層を形成するため
に、現像ロールに圧接されるブレード等が用いられるこ
ともある。

【０００６】一方、現像ロール上に形成された現像剤層
は、像担持体との対向位置で現像に供された後現像装置
内に回収され、現像ロールの表面から一旦剥離して新た
な現像剤を現像ロール上に供給する必要がある。この現
像剤の剥離を行なうために、上記現像装置では、磁石ロ
ール１０１ｂに隣接した同極性の磁極を設け、反発磁界
により現像剤を剥離している。この他、現像ロール上か
ら現像剤を剥離する手段として、スクレーパと称される
薄板状部材を現像ロールに当接させて現像剤を剥離する
もの等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような二成分現像装置では次のような問題点がある。上
記二成分現像装置では、現像ロール上に現像剤層を形成
するのに層厚規制部材を用いているが、層厚規制部材の
背面部すなわち現像剤搬送方向の上流側で現像剤が過度
に充填された状態となるため、現像剤に強い圧縮力が作
用する。また現像剤が層厚規制部材と現像剤担持体の間
隙を通過する際には、現像剤に強い摩擦力が作用する。
このような力によって現像剤に劣化が発生する。上記現
像剤の劣化はトナーの劣化とキャリアの劣化とに大別さ
れ、双方とも圧縮力や摩擦力等により発生するものであ
り、トナー及びキャリアの代表的な劣化形態とその影響
は次の通りである。

【０００８】一般にトナー表面には、帯電性及び流動性
向上のために加えられた外添剤が付着しており、現像剤
に圧縮力や摩擦力が作用すると、この外添剤がトナー表
面から剥離したり、トナーの樹脂中へ埋没する。このよ
うな外添剤の剥離や埋没の生じた状態がトナーの劣化の
代表的な形態であり、このような劣化が進行すると摩擦
帯電特性が変化し、トナーの電荷量分布は極めて広く不
安定となる。このため、電荷量の低いトナーおよび所定
の極性と逆極性に帯電したトナー（以降、逆極性トナー
と称す）が生じて背景部へのカブリが発生する。

【０００９】また、上記のようなトナーの劣化が生じる
と、トナーとキャリアとの接触面積が増大するために、
トナーとキャリアとの間の付着力が増大する。このた
め、トナーはキャリアの表面から剥離し難くなり、現像
されるトナー量は減少して画像濃度が低下してしまう。
特に非接触型二成分現像においては、トナーと像担持体
との間の付着力が存在しないために、トナーのキャリア
表面からの剥離は、電界によりトナーに作用するクーロ
ン力が、トナーとキャリアとの間の付着力に勝った場合
に発生する。従って、トナー劣化に伴うトナーとキャリ
アとの間の付着力の増大により、画像濃度の低下は顕著
に現れる。このように、トナーの劣化による画像欠陥が
発生する状態となると、現像剤の寿命が尽きたというこ
とであり、現像剤の交換が必要となる。

【００１０】一方、キャリアの劣化は、キャリア表面へ
のトナー並びにトナーの外添剤の固着によって発生す
る。このような劣化が生じると、キャリア表面にトナー
と同種の材料が存在するために、トナーとキャリアとの
摩擦帯電序列の差は、劣化前に比べて小さくなる。従っ
て、キャリアの劣化に伴いトナーの電荷量は減少し、電
荷量の低いトナーおよび逆極性トナーが生じて、背景部
へのカブリが発生することになる。

【００１１】一方、現像剤を現像ロールから剥離する手
段に関し、磁石ロールに隣接した同極性の着磁を施す方
法では、磁極の配置や磁極間隔が限定されてしまう。こ
のため、磁極間隔を極力小さくしたい場合や、磁石ロー
ルを一体化して回転させるような場合には、反発磁極を
用いる剥離方法の適用は構成上極めて困難となる。

【００１２】また、スクレーパを用いる方法では、スク
レーパと現像ロールとが摺擦されるために経時摩耗が発
生する。現像ロールの表面が摩耗すると、表面粗さや磁
束密度等の変化により現像剤の搬送量が変化し、画質変
動が発生するという問題がある。また、スクレーパが摩
耗すると、現像剤の剥離不良が発生する。この場合に
は、現像ロールと現像剤収容部の現像剤との交換効率が
低下し、現像によってトナーが消費された現像剤が現像
ロールから剥離されにくくなる。このため、画像面積率
の高い画像を連続して形成した場合に、画像濃度が低下
するという問題がある。さらに、スクレーパと現像ロー
ルとの当接部に異物が詰まり、スクレーパの当接不良に
よって画像濃度のムラが発生するという問題がある。

【００１３】また、二成分現像装置において一般的に生
じやすい問題点として、現像ロール上の現像剤層から磁
性キャリアが像担持体へ付着する、いわゆるキャリア付
着が生じやすいという難点を有している。このキャリア
付着は、低湿度環境において、トナーの帯電量が増加し
て摩擦帯電されるキャリアに対するクーロン力の働きが
強くなるため、特に生じやすくなる。また、経時的にト
ナーの帯電量が増加した場合においても同様の現象が起
こる。

【００１４】このようなキャリアの像担持体への付着
は、線画像の周縁部や線間部に生じやすく、特に画数の
多い漢字等の空間周波数の高い画像で発生しやすい。こ
れは、静電潜像の画像部と背景部との境界（縁）でいわ
ゆるフリンジ電界が生じ、画像の周縁部では、トナーと
逆極性に帯電した磁性キャリアに対して静電吸引力が作
用するためである。

【００１５】キャリア付着が生じると、像担持体上に転
移した磁性キャリアがトナー像と共に転写域にて記録用
紙に接することになるため、トナー像の欠けや抜けが発
生したり、磁性キャリアが記録用紙上に転写されて黒点
となる等の画像品質低下が発生する。また、現像装置内
から磁性キャリアが少量ずつ流出して行くことになるの
で、現像剤を補給・交換する間隔が短くなってしまう。
さらには、機内汚染の原因となる。

【００１６】また、層厚規制部材を用いる二成分現像装
置の他の問題点として次のような事項がある。非磁性ま
たは磁性の材料からなる層厚規制部材（トリマ）を用い
る場合には、現像剤の搬送量が層厚規制部材と現像剤担
持体表面との間隙、並びに現像剤担持体の磁極の位置関
係に依存するため、層厚規制部材の寸法精度および設定
精度が画質に大きく影響する。従って、良好な画像を得
るためには、上記間隙を極めて高精度に設定する必要が
ある。このため、層厚規制部材の加工や設置に多くの手
間が必要となり、製造コストが増大することになる。

【００１７】特に、近年の画像形成装置では、解像性や
細線再現性等の優れた現像を行うこと、電位の低い潜像
の現像を行うこと、さらに高速プロセスにおいて高い現
像効率を得ることが要求されており、このような場合に
は現像間隙すなわち現像剤担持体と像担持体との間隙を
狭く設定することが望ましい。このとき、現像剤層はよ
り搬送量が少ない薄い層としなければならず、層厚規制
部材と現像剤担持体表面との間隙はより狭く設定しなけ
ればならない。この間隙が狭くなるほど、層厚規制部材
の寸法精度および設定精度の画質への影響が大きくな
る。また、間隙を狭くするほど現像剤に作用する圧縮力
や摩擦力が大きくなるために、現像剤の劣化が促進され
てしまう。

【００１８】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、機械的に現
像剤層の層厚を規制することなく均一な現像剤の薄層を
形成し現像剤の劣化を低減するとともに、この現像剤薄
層を用いて画質欠陥やキャリア付着のない良好な画像を
安定して得ることができる現像装置を提供することであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項１に記載の発明は、 表面に静電
潜像が形成される像担持体と近接対向又は接触して設け
られ、周面が周回可能に支持された現像部材を有し、
この現像部材の周面にトナーと磁性キャリアとを含む二
成分現像剤を担持して搬送し、前記像担持体と該現像部
材との対向位置に形成された電界内でトナーを前記像担
持体に転移させてトナー像を形成する現像装置におい
て、 前記現像部材が、周面上にほぼ一層のキャリアを
ほぼ均等に吸着する複数の磁極を有し、 前記現像部材
の周面の移動方向における前記像担持体との対向位置の
上流側に、該現像部材の周面上の現像剤と接触し、現像
剤をほぼ均等に均す現像剤均し部材が設けられているも
のとする。

【００２０】上記のような現像装置において、 前記現像
部材上の磁極による磁力線６３は、図８に示すように、
隣接する極性の異なる磁極へと向かうために、 現像部材
６４の表面に極近いところに集中し、垂直な方向の磁界
成分は現像部材表面の近傍において急激に減衰する。 し
たがって、前記現像部材６４に現像剤が供給され、現像
部材表面に接触した現像剤６１すなわちトナーが付着し
た磁性キャリアは磁気的に強く拘束され、現像部材６４
の表面に付着して現像部材６４の移動とともに搬送され
る。一方、現像部材６４の表面に接触できなかった現像
剤６２のほとんどは現像部材６４から受ける磁気拘束力
が弱く、現像部材６４の表面に付着することができず現
像部材６４と共に移動しない。その結果、現像部材６４
上に強い磁気拘束力で担持された磁性キャリアがほぼ一
層だけ付着した薄層が形成される。そして、この現像剤
層は、磁極上に集中して付着することなく、 磁界に沿っ
た状態で整然と配列されやすい。

【００２１】さらに、現像剤層が形成された後、続いて
現像剤均し部材が現像剤層に軽く接触することで、磁気
拘束力の若干弱い位置にある現像剤が動かされ、現像部
材表面の空いている部分など、より磁気拘束力の強く働
く位置に移動する。さらには、現像剤層を再配列するこ
とで現像部材への現像剤の供給方法により発生する細か
なムラが解消され、均一な現像剤層となる。

【００２２】このようにして、層厚規制部材を用いずに
現像部材の表面に均一性の優れた現像剤の薄層を形成す
ることが可能となり、 均一性の高い画像の形成を、現像
剤劣化を起こすことなく実現することができる。 また、
現像時に磁性キャリアがトナーと一緒に像担持体上に転
移して画像欠陥となるキャリア付着は、環境が変動して
も発生しにくくなり、安定した印字画像が可能となる。

【００２３】請求項２に記載の発明は、 請求項１に記
載の現像装置において、 無端状の周面に磁性キャリア
を磁気的に吸着して磁性キャリアが穂状に連なった磁気
ブラシを形成し、この磁気ブラシを周方向に移動させる
とともに、この磁気ブラシを前記現像剤均し部材が設け
られた位置の上流側で前記現像部材に接触させ、該現像
部材上の現像剤の剥離及び新たな現像剤の供給を行な
う、層形成ロールを備えるものとする。

【００２４】上記構成の現像装置では、層形成ロールの
周面に磁気的に吸着された現像剤は、磁性キャリアが穂
状に連なった磁気ブラシを形成して現像部材と対向する
位置まで搬送され、この磁気ブラシが現像部材の表面に
接触し、現像領域を通過してきた現像部材上の現像剤、
すなわちトナーが付着した磁性キャリアをはじき出す。
現像部材表面から離れると、現像部材表面への磁気拘束
力は急激に減少するので、現像部材への再付着の機会を
与えられる前に層形成ロールの磁界の作用により磁気ブ
ラシ内部に取り込まれ、代わって磁気ブラシ中の新しい
現像剤、すなわちトナーが付着した磁性キャリアが現像
部材の表面に接触する。現像部材表面に接触した現像剤
には、層形成ロールによる磁気拘束力よりも現像部材の
表面の磁気拘束力が強く働き、現像部材の表面に付着し
て現像部材の移動とともに移動する。一方、現像部材表
面に接触できなかった現像剤のほとんどは現像部材から
受ける磁気拘束力が弱く、層形成ロールに沿って搬送さ
れる。その結果、現像部材上にほとんどの現像剤が強い
磁気拘束力で担持された現像剤の薄層が形成される。

【００２５】さらに、続いて現像剤均し部材に現像剤層
が軽く接触することで現像剤層上で磁気凝集して現像部
材表面から離れた位置にある現像剤など現像部材表面か
らの磁気拘束力の若干弱い位置にある現像剤が動かさ
れ、現像部材表面の空いている部分など、より磁気拘束
力の強く働く位置に移動する。さらには、層形成ロール
により現像剤が供給された影響で発生する磁極ピッチに
対応した規則的配列を均して再配列される。このように
して、現像部材上には磁性キャリアがほぼ一層だけ付着
した均一な現像剤層が形成され、現像領域に搬送され
る。

【００２６】その結果、 層厚規制部材を用いずに現像部
材表面に均一な現像剤の薄層を形成することが可能とな
り、 均一性の高い画像を現像剤劣化を起こすことなく実
現することが可能となる。また、 現像部材上の磁性キャ
リアには現像部材への強い磁気拘束力が働いているた
め、現像時にトナーと一緒に像担持体上に飛散して画像
欠陥を生じることが防止され、環境が変動しても良好な
画像を安定した形成することが可能となる。

【００２７】また、 請求項３に記載の発明は、 請求項
２に記載の現像装置において、 前記層形成ロールが、
無端状の周面に沿ってＳ極Ｎ極とが交互に着磁され、周
方向の回転が可能となるように支持された磁石部材と、
この磁石部材の外側に支持されたスリーブとを有し、前
記磁石部材の回転によって、前記スリーブ上の磁気ブラ
シを周方向に搬送するものとする。

【００２８】このような現像装置は、 上記磁石部材が回
転することにより周面に沿って着磁された複数の磁極が
移動し、スリーブ上の磁界は、周期的にＳ極とＮ極とが
入れ代わる。これにより、スリーブ上に形成された磁気
ブラシは、磁界の変動に対応して、キャリアの連鎖が倒
れ込んで崩されるとともに、次の瞬間には新たな穂状の
連鎖が形成されるいう動作が繰り返され、スリーブ上を
移動する。このように動作する磁気ブラシが、現像部材
上の現像剤の薄層に接触することにより、現像部材上の
現像剤の剥離及び新たな現像剤の供給が効率よく行なわ
れる。したがって、現像剤の劣化を生じることなく、良
好な画像形成が行なわれる。なお、この現像装置におい
て、上記スリーブは、周方向に回転することなく固定さ
れるものでもよいし、磁石部材と反対方向に回転駆動さ
れるものでもよい。また、磁石部材と同方向に、周速度
を変えて駆動されるものであってもよい。

【００２９】請求項４に記載の発明は、 請求項１に記
載の現像装置において、 前記現像部材の上方から現像
剤を落下させるとともに、前記現像剤均し部材が接触す
る位置の上流側で、前記現像部材の周面に沿って現像剤
を流下させ、該現像部材上の現像剤の剥離及び新たな現
像剤の供給を行なう現像剤流下手段を有するものとす
る。

【００３０】上記構成の現像装置において、現像剤流下
手段によって現像剤すなわちトナーが付着した磁性キャ
リアを現像部材の上方からその周面に沿って流下させる
と、現像剤の一部は現像領域を通過してきた現像部材上
の現像剤と衝突する。この衝突により現像部材上の現像
剤を剥離し、この剥離現像剤と共に落下して現像剤収容
部へ回収される。また、現像剤が剥離された現像部材上
には、流下する現像剤の一部が磁気的な力によって捉え
られ、新たな薄い現像剤層が形成される。特に現像剤の
流下位置において、現像部材上の現像剤の搬送方向が下
から上方となるように設定することにより、上方から落
下する現像剤の速度が、現像部材上の搬送方向上流側で
大きく、現像部材上の現像剤は流下する現像剤と衝突し
たときに容易に剥離される。そして、現像剤の搬送方向
の下流側すなわち落下する現像剤の上流では落下速度が
小さくなっており、現像剤が剥離された現像部材上に容
易に新たな現像剤すなわちトナーを付着した磁性キャリ
アが吸着される。

【００３１】現像部材上に拘束された現像剤は、続いて
現像剤均し部材に軽く接触することで現像剤層上で磁気
拘束力の若干弱い位置にある現像剤が動かされ、現像部
材表面の空いている部分など、より磁気拘束力の強く働
く位置に移動する。また、これと同時に現像剤層を再配
列し、現像部材へ流下する現像剤の流下量のばらつきな
どで発生する細かなムラが解消される。従って、上記現
像装置ではスクレーパなどの機械的手段を用いることな
く現像領域を通過した現像剤を現像部材から剥離し、層
厚規制部材を用いずに現像部材表面に均一な現像剤の薄
層を形成することが可能となり、 均一性の高い画像を現
像剤劣化を起こすことなく実現することができる。

【００３２】請求項５に記載の発明に係る現像装置で
は、上記現像部材の複数の磁極を、Ｓ極とＮ極とが交互
に配置されたものとし、前記現像部材の周面における磁
極の中心距離が２５μｍ以上、２５０μｍ以下とする。
そして、該磁極の強さを適切に設定することにより、一
般に用いられる粒径が２５μｍ〜２００μｍ程度のキャ
リアをほぼ一層だけ吸着した現像剤層を形成することが
可能となる。なお、上記現像装置において、現像部材の
周面に形成される磁極は、磁性体層を設けてこれを着磁
したものであってもよいし、 着磁された磁性体層の上に
非磁性体層が積層されていてもよい。 また、 現像部材を
無端状の周面が周回移動する円筒部材、無端ベルト状部
材等とし、その周面付近に上記磁極を設けてもよい。

【００３３】請求項６に記載の発明に係る現像装置で
は、 前記現像剤均し部材を、飛散する現像剤を該現像
装置内に閉じ込めるように密閉して設けられているもの
とする。上記構成の現像装置では現像部材上の現像剤層
を均一化するとともに、層形成部分で発生するトナーク
ラウドが現像領域に進入するのを防ぐため、現像時に背
景部にトナーが付着して発生する地肌かぶりや、機内が
汚れるのを防止することができる。

【００３４】なお、本発明の現像剤均し部材は、通過す
る現像剤量を規制するものではなく、部分的に発生する
例えば２層目、３層目の位置に存在するキャリアや、現
像部材上に現像剤を供給する層形成ロールの磁気パター
ンに起因する現像剤層の配列の偏り、それに伴い部分的
に発生する２層目、３層目の位置に存在するキャリアを
非磁気的作用により再配列することで均一性を向上させ
るものである。したがって、現像部材上で搬送される現
像剤量を規制するいわゆるトリマや、強く現像部材の表
面に押し付けられて現像剤を摩擦帯電させるブレードの
ようなものとは機能も構成もまったく異なるものであ
る。また、現像部材上の現像履歴を解消するための攪乱
部材とも機能及び構成が異なる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本願に係る発明の実施の形
態を図に基づいて説明する。

【００３６】［１．本願発明に係る現像装置が用いられ
る画像形成装置］図１は、本願発明に係る現像装置が用
いられる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、ほぼ円筒状の導電性基体の周面に
感光体層が設けられた感光体ドラム１を備えており、こ
の感光体ドラム１が、図中に示す矢印Ａの方向に回転駆
動されるようになっている。また、感光体ドラム１の周
囲には、その回転方向に沿って、帯電器２と、露光装置
３と、円筒部材からなる現像剤担持体２１を感光体ドラ
ム１に対向させた現像装置４と、転写前コロトロン５
と、転写コロトロン６と、剥離コロトロン７と、クリー
ナー８と、光除電器９とを有している。

【００３７】上記感光体ドラム１の導電性基体は電気的
に接地されている。また、感光体層には負帯電の有機感
光体（ＯＰＣ）が用いられており、ほぼ一様に帯電した
後、像光を照射すると、露光部の電荷が上記導電性基体
に流れ、電位が減衰するようになっている。この感光体
ドラム１は、例えば外径を１００ｍｍ、周面の移動速
度、すなわちプロセススピードを１６０ｍｍ／ｓ程度に
設定することができる。

【００３８】上記露光装置３は、画像信号に基づいて点
滅するレーザー発生装置と、このレーザー発生装置から
射出されるレーザービームを回転しながら反射するポリ
ゴンミラーとを有し、感光体ドラム１の周面を露光走査
して静電潜像を形成するものである。この露光走査は、
画像部を露光するものであってもよいし、非画像部を露
光するものであってもよく、感光体の帯電極性とトナー
の帯電極性とを適切に選択することによって画像部にト
ナーを転移して顕像化することができる。この画像形成
装置では感光体およびトナーは負帯電のものを用い、画
像部を露光するように設定されている。

【００３９】次に上記画像形成装置の動作について説明
する。始めに、帯電器２により感光体ドラム１の表面が
一様に−４５０Ｖに帯電される［図２（ａ）］。続い
て、レーザー光による画像部露光が行われ、露光部電位
がほぼ−２００Ｖのネガ潜像が形成される［図２
（ｂ）］。そして、このネガ潜像の露光部には現像装置
４によりトナーが転移され顕像化される［図２
（ｃ）］。上記のようにして感光体ドラム１上に形成さ
れたトナー像は、転写コロトロン６の帯電によって記録
用紙上に転写される。その後、この記録用紙は、剥離コ
ロトロン７の帯電によって感光体ドラム１の表面から剥
離されて定着器（図示しない）へと搬送される。定着器
ではトナー像が加熱・加圧によって記録用紙上に定着さ
れる。

【００４０】一方、トナー像の転写および記録用紙の剥
離工程が終了した感光体ドラム１の表面は、クリーナー
８によって残留トナーが清掃され、さらに光除電器９に
よる露光で残留電荷が除去されて次の画像記録工程に備
えられる。なお、感光体ドラム１の回転方向における現
像装置の下流側に設けられた転写前コロトロン５は、現
像時にキャリアが像担持体へ転移する量を調査する際に
用いられるもので、感光体ドラム１上に形成されたトナ
ー像に対して一様な負帯電を行なう。これにより、現像
の際に意図に反して感光体ドラム１上へ転移したキャリ
アを負に帯電し、トナーと一緒に記録用紙上に転写され
るようにして、記録用紙上においてキャリアの転移量の
評価を行うことができる。

【００４１】［２．第１の実施の形態］次に、本願に係
る発明の実施の形態である現像装置について説明する。 〈ａ．現像装置の構成と動作〉図３は、上記画像形成装
置で用いることができる現像装置であって、請求項１、
請求項２、請求項３又は請求項５に記載の発明の一実施
形態である現像装置を示す概略構成図である。この現像
装置４は、現像剤が収容される現像ハウジング２８の感
光体ドラム１との対向部位に現像用の開口部を設け、こ
の開口部に現像ロール２１を配設するとともに、その後
方において、上記現像ロールと所定間隔をおいて対向配
置され現像剤を上記現像ロールに供給する層形成ロール
２２と、上記層形成ロール２２と対向する位置よりも下
流側に位置し、上記現像ロール上に近接又は軽く接触し
て、上記現像部材上に形成された現像剤層を均一化する
現像剤均し部材２６と、上記層形成ロールの上方に設け
られたトナーホッパー２５と、このトナーホッパー２５
から必要に応じた量のトナー２４を層形成ロール２２上
の現像剤に供給するトナー供給ローラ２３とが設けられ
ている。

【００４２】上記現像ロール２１は、軸線回りに回転が
可能となるように支持されており、図４に示すように、
導電性基体２１ａとこの上に積層された磁気記録層２１
ｂとで主要部が構成されている。この現像ロール２１の
外径は３０ｍｍ、駆動時の速度は１００ｒｐｍであり、
感光体ドラム１と現像部材２１との間隙は３００μｍに
設定され、現像剤層が感光体ドラム１に対して非接触状
態となるよう保持されている。

【００４３】上記導電性基体２１ａには現像バイアス用
電源２７により、現像バイアス電圧が印加される。この
現像バイアス電圧には直流又は直流を重畳した交流電圧
を採用することができる。一方、上記磁気記録層２１ｂ
は、磁性材料を結着樹脂と混合し、層状に形成したもの
であり、磁性材料としてγ−Ｆe₂ｏ₃ を、結着樹脂とし
てポリウレタンが使用され、層厚は５０μｍとなってい
る。この磁気記録層２１ｂには、現像ロール２１の全周
にわたってＳ極とＮ極とが交互に等間隔（２５〜２５０
μｍ程度）で並列するように着磁が施されている。この
着磁には、磁気記録用ヘッドが用いられ、磁化の方向
は、図４に示すように現像ロール２１の表面に対して水
平方向となっている。この磁気記録層２１ｂの着磁は、
図５に示すように現像ロール２１の周面に近接して配置
された磁気記録用ヘッド３３によって行なわれる。

【００４４】この磁気記録用ヘッド３３は、 軟磁性材料
からなり両端部が間隔を置いて並列する形状のコア３０
と、このコア３０に巻き回されたコイル３１とを有し、
上記コア３０の両端部が現像ロール２１の周面に近接す
るように配置される。 コイル３１には磁化信号発生装置
によって制御される電源から磁化電流が供給されるよう
になっており、 コイル３１に電流が流れると、 コア３０
内に磁束３２が発生し、 この磁束３２はコア３０の先端
から磁気記録層２１ｂ内を通る。 これにより、磁気記録
層２１ｂが磁化される。 コイル３１へ供給される磁化電
流は磁化信号発生装置を介して断続的または適宣電流の
方向を変えて供給され、 図５に示すように回転駆動され
る現像ロール２１の周面が所定の着磁パターンに磁化さ
れる。

【００４５】このように着磁される現像ロール２１は、
表面に磁界が形成され、磁性キャリアを保持しながら感
光体ドラム１との間に電位差が設けられるものであれば
よく、基体上に磁気記録層を積層した上に導電性材料の
薄層を蒸着などにより形成したものでも構わない。

【００４６】上記層形成ロール２２は周方向に複数の磁
極を有する磁界発生部材２２ｂと、その外側で周回可能
に支持された中空円筒状のスリーブ２２ａとを備えてい
る。上記磁界発生部材２２ｂは、周方向にＳ極とＮ極と
が交互に着磁され、隣接する磁極間で形成される磁界に
よって二成分現像剤の磁気ブラシをスリーブ２２ａの表
面に形成するようになっている。この磁界発生部材２２
ｂ及びスリーブ２２ａは、両方が逆方向に回転すること
によりスリーブの表面に変動する磁界を発生させてトナ
ーをキャリアと均一に混合し、摩擦帯電しながら磁気ブ
ラシを層形成ロール２２と所定間隔おいて配置された現
像ロール２１と対向する位置まで搬送する。そして、磁
気ブラシの先端が現像ロール２１の表面に接触し、現像
ロールの周面上に、キャリアがほぼ一層だけ付着した現
像剤層を形成する。

【００４７】この層形成ロール２２の磁極ピッチは搬
送、 攪拌性能が良好な１〜６ｍｍ程度が好ましく、前記
現像ロール２１の磁極ピッチよりも大きい方がよい。本
実施例では、 直径が２４ｍｍのスリーブ２２ａと、スリ
ーブ２２ａの周面上での磁極間ピッチが約４ｍｍとなる
間隔でＮ極とＳ極とが交互に着磁された磁石ロールを用
いている。また、この層形成ロール２２は、現像ロール
２１とのギャップが０．５ｍｍとなるように配置され、
スリーブ２２ａは１０ｒｐｍで、磁石ロール( 磁界発生
部材２２ｂ) は６００ｒｐｍの速度で図中に示す方向に
それぞれ回転駆動されるものである。

【００４８】なお、前記層形成ロールは、上記実施形態
のようにスリーブと磁石ロールとを逆方向に回転させる
ものの他、スリーブを静止させ、磁石ロールのみを回転
させるもの、又は速度差を設けて同方向に回転させるも
のであってもよい。また、スリーブと磁石ロールとで構
成されるものに限らず、層形成ロールの表面にＳ極とＮ
極とが交互になって周方向に移動するような変動磁界を
発生させるものであればよく、中空円筒状スリーブの内
側に電磁石を内蔵してこれらの励磁コイルに供給する電
流を制御して変動磁界を発生するものでもよい。

【００４９】上記現像剤均し部材２６は、厚さが１００
μｍのポリウレタンフィルムからなるものであり、一方
の縁付近が現像装置のハウジング２８に固定されてお
り、他方の縁付近が現像ロール２１と５０μｍの間隔を
おいて近接対向するように配置されている。この現像剤
均し部材２６と現像ロール２１との間隔は使用するキャ
リアの平均粒径以下とするのが望ましく、現像ロール２
１の表面と接触してもよいが、その場合には現像ロール
２１の表面に担持されているキャリアを規制して現像領
域に移動するのを妨げないように十分に柔軟な弾性部材
とするのが好ましい。また、この現像剤均し部材２６の
材質は、非磁性のものがよく、トナーが付着しにくいも
のが望ましい。また、導電性の材料を用いた場合には、
現像ロール２１と同電位となるように設定するのがよ
い。

【００５０】次に、上記現像装置内の現像剤の流れにつ
いて説明する。 現像領域を通過した現像剤は対向する層形成ロール２２
上の磁気ブラシと接触し、層形成ロール２２上の新しい
現像剤と入れ替わって磁気ブラシに回収される。層形成
ロール２２上の磁気ブラシに回収された現像剤は、図中
に示す矢印の方向に回転するスリーブ２２ａに沿って搬
送され、消費されたトナーに相当するトナーがトナー供
給ローラ２３の回転によって、層形成ロール２２上の現
像剤に直接補給される。そして、スリーブ２２ａ上の現
像剤層の転動により撹拌および混合され、トナー濃度が
均一化されるとともに現像に適したレベルまで帯電が行
われ、再び現像ロール２１と対向する位置に搬送され
る。

【００５１】現像ロール２１と対向する位置では、層形
成ロール２２上の磁気ブラシが現像ロール２１表面に接
触し、現像領域を通過した現像剤と入れ替わって付着し
新しい現像剤層が形成される。現像ロール２１の磁極
は、その表面近傍のみに強い磁界を形成するものとなっ
ており、表面から離れると急激に減衰するため、現像ロ
ール２１の表面にほぼ一層のキャリアだけを吸着した現
像剤層が形成される。このように、層形成ロール２２と
対向する位置を通過することによって、現像ロール２１
の表面に形成された現像剤層は、現像ロール２１の回転
によって搬送され、現像剤均し部材２６との間を通過す
る。このとき、現像剤均し部材２６は、キャリア１個分
の距離だけ離れて配置されているので、層形成時に弱い
磁力ながら現像ロール２１に付着した２層目の現像剤
や、磁気的に凝集して集まった現像剤が現像剤均し部材
２６に接触して現像ロール２１の表面の現像剤（１層
目）が埋まっていない部分に移動して再配列され、より
均一な１層の現像剤層となる。このようにして形成され
た均一な薄い現像剤層が現像領域に搬送され、次の現像
に供される。

【００５２】なお、この実施形態で用いられている二成
分現像剤は、非磁性で平均粒径が７μｍのポリエステル
系トナーと、平均粒径が５０μｍのフェライト系磁性キ
ャリアとを混合したものであるが、他の材料からなるト
ナーまたはキャリアを用いることもできる。トナーは、
重合法によって形成されたもの、混練粉砕法によって形
成されたものは、ともに使用できるが、粒子がほぼ球状
の高い流動性が得られるものが好ましい。 また、磁性キ
ャリアは１０⁶ ／（４π）Ａ／ｍの磁界中における磁化
が４５ｋＡ／ｍ以上３６０ｋＡ／ｍ以下となるものを用
いるのが望ましい。

【００５３】また、上記現像装置は、次のように構成を
変更して実施することも可能である。 ａ．上記現像装置では、現像ロール上の現像剤層を、感
光体ドラム１に対して非接触状態としたが、現像剤層が
感光体ドラム１と接触するように設定することもでき、
この場合においても同様な結果が得られる。 ｂ．上記現像装置では、磁気記録層２１ｂが結着樹脂中
に磁性材料を分散した構成となっているが、磁性金属材
料を用いた場合においても同様な結果が得られる。この
場合、磁性金属材料としては磁石材料や磁気記録材料等
として公知である任意のものが使用可能であり、例えば
Co-Ni-P やCo-Ni やCo-Cr が使用できる。さらに、磁気
記録層２１ｂを、可撓性を有する材料中に磁性材料を分
散させた構成とした場合においても同様な結果が得られ
る。この場合、可撓性を有する材料としては、多量の磁
性材料を混入可能で、且つ可撓性を維持可能な任意のも
のが使用可能であり、例えばハイパロン、ポリイソブチ
レン、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、塩素化ポリエチ
レン等が使用できる。 ｃ．上記現像装置では、層形成ロール２２上の現像剤と
現像ロール２上の現像剤とが、対向する領域で同じ方向
に移動するように設定されているが、これに限定される
ものではなく、現像剤の移動方向が逆方向に設定されて
いてもよい。

【００５４】〈ｂ．磁極間隔と、画像濃度・画像の均一
性・キャリアの付着との関係を調査する実験〉次に、上
記現像装置において、静電潜像の現像試験を行ない、磁
気記録層に着磁された磁極の間隔を変化させて、画像濃
度・画像の均一性・キャリアの感光体への付着を調査し
た実験について説明する。この実験において、現像ロー
ル２１としては、その表面における磁極間隔が、１３μ
ｍ・２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、５
００μｍの６種類を使用した。但し、上記磁極間隔は少
数第1 位を四捨五入した値である。

【００５５】層形成ロール２２は、スリーブ２２ａの表
面の垂直方向の磁束密度が４５ｍＴとし、現像ロール２
１とのギャップを０．５ｍｍとし、スリーブ２２ａを１
０ｒｐｍで、磁界発生部材２２ｂを６００ｒｐｍの速度
で図３中に示す方向にそれぞれ回転させた。

【００５６】結果を評価するにあたり、画像濃度は反射
濃度計( 商品名:X-Rite310) でベタ画像について測定し
た。画像濃度は、１．８以上であれば、ベタが像、線画
像ともに十分であるので、１．８以上を○、１．８未満
を×とした。

【００５７】また、キャリア付着は、図９に示すよう
に、線画像と背景部が一定周期で並んだいわゆる交番ラ
イン部で評価を行った。交番ラインの周期は２サイクル
／ｍｍで画像部と背景部の比率は１：１である。このよ
うな交番ラインでは、感光体の表面に、画像部と背景部
が非常に小さい間隔で隣接する静電潜像が存在するた
め、この静電潜像により感光体の表面近傍にいわゆるフ
リンジ電界が生じ、画像の周辺部では、トナーと逆極性
に帯電したキャリアに対して静電的吸引力が作用する。
従って、交番ラインはキャリア付着が生じやすい画像で
あり、キャリア付着の評価に適している。

【００５８】キャリア付着の評価指標は、交番ラインの
背景部上におけるキャリア粒子の面積率とした。面積率
の測定には、画像解析装置( 商品名:LUZEX-5000)を使用
した。キャリア粒子の面積率は、１．０％以下であれば
実用上問題の無いレベルであるので、１．０％以下を
○、１．０％を超えた場合を×とした。さらに、画像の
均一性はベタ画像について目視で評価し、目視で濃度ム
ラが確認されない状態を○、少量の濃度ムラはあるが実
用上問題の無いレベルを△、使用不可能なレベルを×と
した。

【００５９】結果は表１に示すとおりである。この表に
おいて、総合評価は、上記３項目全てに×のないものを
○、1つでも×のあるものを×とした。

【００６０】

【表1 】

【００６１】表１より、磁極間隔が２５μｍ以上２５０
μｍ以下の範囲であれば、キャリア付着や均一性不良を
起こすことなく十分な画像濃度が得られることがわか
る。磁極間隔が２５μｍより狭い場合には、磁界に沿っ
た磁性キャリアの配列は困難となり、前記層形成ロール
２２を用いても現像剤層は全体的に疎な状態となる。ま
た、現像ロール２１表面から離れた部位における磁界
は、磁極間隔が狭いほど急激に減衰して弱くなるため、
磁極間隔が２５μｍより狭い場合には、現像ロール２１
上の磁性キャリアに作用する磁気拘束力は弱くなり、層
形成ロール２２の変動磁界により現像ロール２１の表面
に接触したキャリアも容易に剥離してしまい、十分な現
像剤層が得られない。さらに、現像ロール２１の回転時
に現像剤に作用する遠心力により、現像剤が飛散する現
象が観察された。

【００６２】一方、磁極間隔が２５０μｍより広い場合
には、磁極間部において磁性キャリアに作用する磁気拘
束力は極めて弱くなるために、現像剤が磁極上に集中的
に付着し、現像剤均し部材との対向部を通過しても均一
化されない。従って、現像剤層の状態は着磁パターンに
応じた山谷構造となり、現像された画像においても着磁
パターン状のムラが発生してしまう。また、上記のよう
に、磁極間部に付着した磁性キャリアに作用する磁気拘
束力は弱いため、キャリア付着および上記現像剤飛散が
発生してしまう。

【００６３】このため、磁極間隔を２５μｍ以上２５０
μｍ以下とすることにより、現像ロール２１上におい
て、磁性キャリアを磁界に沿った状態で整然と配列させ
ることが可能となる。そして、磁気拘束力が弱く現像条
件によっては感光体１に移動してしまう２層目、３層目
の現像剤がわずかに存在しても、これらは現像剤均し部
材２６により軽く接触されることで現像ロール表面に再
配列し直される。従って、層厚規制部材の様な現像剤に
大きなストレスを与えるようなことなく、均一性の高い
画像を得ることが可能となる。さらに、十分な磁気拘束
力が作用するキャリアのみの現像剤層が形成されるの
で、キャリア付着および現像剤飛散は発生しない。

【００６４】上記実験の他に、図３に示す現像装置を図
１に示す画像形成装置に適用し、多数枚の画像を長期に
わたって出力する実験を行なったが、その結果、初期と
同様な高画質が長期にわたって維持され、画質の低下は
見られなかった。

【００６５】以上のように、 本発明の現像装置では、 良
好な画質が、 長期に渡り安定して維持されることが分か
る。

【００６６】［３．第２の実施の形態］図６は、請求項
１又は請求項５に記載の発明の一実施形態である現像装
置を示す概略構成図である。この現像装置４０は、二成
分現像剤を収容するハウジング４８内に、周面に二成分
現像剤を担持して感光体ドラム１との対向領域に搬送す
る現像ロール４１と、この現像ロール４１に近接対向し
て配置され、現像領域を通過した現像剤を現像ロール４
１から剥離する剥離ロール４２と、上記ハウジング内で
現像剤を攪拌搬送するとともに、現像ロール４１の表面
に現像剤を供給するオーガー４３と、現像領域の上流側
で、現像ロール４１の表面に担持した現像剤層を再配列
する現像剤均し部材４７と、上記剥離ロール４２によっ
て回収された現像剤に、トナーホッパー４４からトナー
４５を補給するトナー供給ローラ４６と、トナー４５が
補給された現像剤を搬送しながら攪拌する攪拌部材４９
とを有している。

【００６７】上記現像ロール４１は、図３に示す現像装
置で使用されている現像ロール２１と同様の構成を有す
るものであり、導電性基体４１ａには現像バイアス電源
（図示しない）により、現像バイアス電圧が印加され
る。また、磁気記録層４１ｂには、現像ロール４１の全
周にわたってＳ極とＮ極とが交互に着磁されている。こ
の現像ロール４１は、直径が３０ｍｍであり、図６中に
示す矢印の方向に１００ｒｐｍで回転駆動されるものと
なっている。

【００６８】上記剥離ロール４２は、周回可能に設けら
れたスリーブ４２ａと、このスリーブの内側に固定支持
された磁石４２ｂとからなり、複数の磁極は現像ロール
４１上から現像剤を磁気的に剥離し、スリーブ４２ａの
回転によって搬送するものである。このスリーブ４２ａ
上に吸着された現像剤は、現像ロール４１から離れた位
置で、同極性の反発磁界によりスリーブ４２ａの表面か
ら剥離するようになっている。なお、剥離ロールの表面
から現像剤を剥離するには、上記のように反発磁極を設
けるのに代えて、磁力がほとんど及ばない領域を作って
剥離してもよい。

【００６９】上記現像剤均し部材４７は、厚さが１００
μｍのポリウレタンフィルムからなるものであり、現像
ロール４１に対してキャリアの平均粒径とほぼ等しい５
０μｍの間隔で配置されている。この現像剤均し部材４
７は、柔軟な弾性部材のように現像ロール４１上の現像
剤層にソフトに接触するものであればよく、現像ロール
に接触するものであってもよい。

【００７０】なお、この現像装置で用いられる二成分現
像剤は非磁性のポリエステル系トナーとフェライト系磁
性キャリアとを混合したものであるが、これに限定され
るものではなく、他の材料からなるトナー又はキャリア
を用いることもできる。

【００７１】次に、上記現像装置内の現像剤の流れにつ
いて説明する。現像領域を通過した現像剤は、現像ロー
ル４１に磁気的に吸着されたまま剥離ロール４２と対向
する位置に移動し、剥離ロールに内蔵された磁石４２ｂ
による磁界の作用でスリーブ４２ａ上に転移する。剥離
ロール４２上に転移した現像剤は、スリーブ４２ａが図
中に示す矢印の方向に回転することによって移動し、同
極性の磁極の反発磁界が働く部分でスリーブ４２ａから
剥離され、現像剤攪拌室へ戻される。ここでは、トナー
供給ローラ４４によりトナー４５が補給され、攪拌手段
４９によって攪拌されながら現像ロール４１の表面近傍
まで移動する。そして、オーガー４３の作用により現像
ロール４１の表面に接触した現像剤は、現像ロール４１
の表面付近に形成された磁界によって磁気的に保持され
て現像ロール４１の表面の移動と共に搬送される。この
とき、現像ロール４１の表面の磁極間隔が１００μｍと
狭く、現像ロール４１の表面から離れるに従って急速に
磁界が減衰するため、現像ロール４１の表面に接触でき
なかった現像剤の多くは現像ロール４１の表面に拘束さ
れずに取り残される。その結果、現像ロール４１の表面
上には、ほぼ一層の磁性キャリアが吸着された現像剤層
が形成される。

【００７２】しかし、まだ若干の２層目、３層目に位置
するキャリアが所々に存在している。これらのキャリア
は、現像領域の手前すなわち現像領域の上流側で現像剤
均し部材４７に接触し、弱い磁気拘束力しか作用してい
ない２層目、３層目にあるキャリアが移動してより現像
ロール４１の表面に近く、強い磁気拘束力で保持される
位置に運ばれる。一方、現像ロール４１の表面に接触し
ている１層目キャリアは強い磁気拘束力で保持されてい
るので現像剤均し部材４７が軽く接触した程度では現像
ロール４１から剥離することはない。このようにして、
現像ロール４１上には、ほぼ一層のキャリアが付着した
均一で薄い現像剤層が形成され、像担持体と対向する現
像領域へ搬送される。

【００７３】本現像装置４０を用いて、図３に示す現像
装置と同様の条件でテストを行ったところ、画像濃度や
均一性に優れた画像が安定して得られ、キャリア付着も
発生しなかった。

【００７４】［４．第３の実施の形態］図７は、請求項
１、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の発明の一
実施形態である現像装置を示す概略構成図である。この
現像装置５０は、現像剤が収容される現像ハウジング５
５の感光体ドラム１との対向部に現像用の開口が設けら
れ、この開口部に現像ロール５１が配設されるととも
に、この現像ロール５１と近接し、現像ロール５１が感
光体ドラム１と対向する位置よりも手前( 上流側) で現
像ロール５１上の現像剤層をならす現像剤均し部材５６
を備えるものである。また、現像ロール５１の後方に
は、回転可能に支持され、現像剤を現像ロール５１上に
現像剤を流下する羽根車５４と、現像剤攪拌室内で現像
剤を攪拌・搬送する二つのオーガー５２、５３とが設け
られている。

【００７５】上記現像ロール５１は、図３又は図６に示
される現像装置で用いられるものと同様に、周面に極性
の異なる磁極が１００μｍの間隔で交互に着磁されたも
のであり、図中に示す矢印の方向に回転駆動されるもの
である。上記現像剤均し部材５６は、厚さが１００μｍ
のポリウレタンフィルムの一方の縁付近がハウジング５
５に固定され、他の縁付近が現像ロール５１に軽く接す
るように配置されたものである。

【００７６】上記羽根車５４は、現像ロール５１の現像
可能幅とほぼ同じ幅を有しており、現像ロール５１と近
接対向するように配置されている。そして、スクリュー
オーガー５３から供給された現像剤を汲み上げて現像ロ
ール５１の周面に沿って流下させるものである。この現
像剤が流下される位置では、上記現像ロール５１上に吸
着された現像剤は、流下する現像剤の方向と逆方向、つ
まり下方から上方へ搬送されるようになっている。な
お、上記羽根車５４はアルミニウムを用いて、軸心と羽
根部材とを一体的に成型したものであるが、他の金属や
樹脂などの任意の材料を使用して形成することも可能で
ある。

【００７７】上記２本のスクリューオーガーのうち、一
方のスクリューオーガー５２は、現像ロール５１より下
方に設けられた現像剤攪拌室５７に配設され、上記現像
ロール５１の周面に沿って流下した現像剤を回収するこ
とができるようになっている。そして、消費されたトナ
ーが補充された現像剤を攪拌しながら搬送し、もう一方
のスクリューオーガー５３が配置された上部の現像剤攪
拌室５８に現像剤を送り込むことができるようになって
いる。もう一方のスクリューオーガー５３は、上記スク
リューオーガー５２より上方に設けられた上部の現像剤
攪拌室５８内に配設されており、現像剤を攪拌・搬送す
るとともに、上記羽根車５４に現像剤を供給するように
なっている。

【００７８】このような現像装置５０では、羽根車５４
によって現像剤撹拌搬送室５８から供給された現像剤が
汲み上げられ、図中に示す矢印方向への回転により現像
剤は現像ロール５１の上方に搬送される。その後、現像
剤は現像ロール５１の周面に沿って落下し、その一部は
現像剤流下方向の下流側で現像領域を通過してきた現像
ロール５１上の現像剤に衝突し、現像ロール５１から現
像剤を剥離する。また、現像剤流下方向の上流側では流
下した現像剤が現像ロール５１表面の磁力により拘束さ
れ、現像ロール５１上に現像剤薄層が形成される。この
とき、現像ロールの周面付近に着磁されている磁極の間
隔は１００μｍ程度と狭くなっており、現像ロール５１
の表面付近に形成される磁界は、現像ロール５１の表面
から離れると急激に減衰するため、現像ロールの表面に
はキャリアがほぼ一層だけ吸着された薄い現像剤層が形
成される。

【００７９】一方、現像ロール５１上に形成された現像
剤の薄層は、現像ロール５１の回転に伴って搬送され、
現像剤均し部材５６が現像剤薄層に軽く接触する。これ
により、現像剤層上で局部的に若干存在する２層目、３
層目にあるキャリアは１層目の空いている場所や、より
現像ロール５１の表面に近く安定して付着する場所に移
動し、より均一な現像剤薄層となる。そして、現像領域
に搬送され、感光体ドラム１上の静電潜像の現像に供さ
れる。

【００８０】一方、現像ロール５１から剥離された現像
剤及び羽根車５４から流下し現像ロール５１に吸着され
なかった現像剤は、下方の現像剤撹拌搬送室５７へと落
下し、トナーの補給及び混合撹拌が行なわれて上部の現
像剤攪拌室５８に送り込まれる。そして、再び羽根車５
４に汲み上げられ、現像ロール５１上に流下される。

【００８１】なお、上記工程において、現像剤均し部材
５６は現像剤層を均一化すると同時に現像ロール５１上
の現像剤層に常時接触し、現像剤流下手段から現像剤が
現像ロール５１上に流下した際に若干発生するトナーク
ラウドが現像領域に流出するのを防いでいる。

【００８２】本現像装置５０を用いて、図３に示す現像
装置について行なった実験と同様の条件でテストを行っ
たところ、かぶりのない画像濃度や均一性に優れた画像
が安定して得られ、キャリア付着も発生しなかった。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る現
像装置では、現像部材の周面にほぼ一層のキャリアをほ
ぼ均等に吸着する複数の磁極を有しているので、層規制
部材を用いることなく、薄い現像剤層を現像部材上に形
成することができる。このため、現像剤に大きな負荷を
かけることがなく、現像剤の劣化を防止することができ
る。また、現像部材の周面に現像剤が供給された後、現
像剤層に軽く接触する現像剤均し部材が設けられている
ので、磁極によって吸着された現像剤を再配列し、現像
剤に過大な力を作用させずに均一な薄い層を形成するこ
とができる。

【００８４】さらに、現像部材上の現像剤の層厚は、部
品精度に依存して変動することがなく、時間の経過によ
って形成される現像剤層の状態が変動することもないの
で、安定した濃度の画像が得られる。また、現像部材の
周面付近には、Ｓ極とＮ極とが小さいピッチで着磁され
ており、現像部材の周面にほぼ一層のみ吸着された磁性
キャリアには、強い磁気拘束力が作用し、現像剤の飛散
及び像担持体へのキャリア付着(Beads carry over)、濃
度ムラを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る現像装置が用いられる画像形成
装置の一例を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置において、トナー像を
形成するときの、像担持体表面の電位の推移を示す図で
ある。

【図３】請求項１、請求項２、請求項３又は請求項５に
記載の発明の一実施形態である現像装置を示す概略構成
図である。

【図４】図３に示す画像形成装置の現像ロールの構成を
示す部分拡大断面図である。

【図５】図４に示す現像ロールの着磁方法の一例を示す
説明図である。

【図６】請求項１又は請求項５に記載の発明に係る現像
装置の一実施形態を示す概略構成図である。

【図７】請求項１、請求項４、請求項５又は請求項６に
記載の発明に係る現像装置の一実施形態を示す概略構成
図である。

【図８】本願発明に係る現像装置の作用を説明する図で
ある。

【図９】現像装置の現像部材からキャリアが感光体ドラ
ムに転移する量を調査するために用いる画像パターンを
示す図である。

【図１０】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電器 ３ 露光装置 ４ 現像装置 ５ 転写前コロトロン ６ 転写コロトロ
ン ７ 剥離コロトロン ８ クリーナー ９ 光除電器 ２０ ハウジング ２１ 現像ロール ２１ａ 導電性基体 ２１ｂ 磁気記録層 ２２ 層形成ロール ２２ａ スリーブ ２２ｂ 磁界発生部
材 ２３ トナー供給ローラ ２４ トナー ２５ トナーホッパー ２６ 現像剤均し
部材 ３０ コア ３１ コイル ３２ 磁束 ３３ 磁気記録用
ヘッド ４１ 現像ロール ４１ａ 導電性基体 ４１ｂ 磁気記録層 ４２ 剥離ロール ４２ａ スリーブ ４２ｂ 固定磁石 ４３ オーガー ４４ トナーホッ
パー ４５ トナー ４６ トナー供給
ローラ ４７ 現像剤均し部材 ４８ ハウジング ５０ 現像装置 ５１ 現像ロール ５２，５３スクリューオーガー ５４ 羽根車 ５５ ハウジング ５６ 現像剤均し部材 ６１，６２キャリア ６３ 磁束 ６４ 現像ロール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に静電潜像が形成される像担持体と
   近接対向又は接触して設けられ、周面が周回可能に支持
   された現像部材を有し、 この現像部材の周面にトナーと磁性キャリアとを含む二
   成分現像剤を担持して搬送し、前記像担持体と該現像部
   材との対向位置に形成された電界内でトナーを前記像担
   持体に転移させてトナー像を形成する現像装置におい
   て、 前記現像部材は、周面上にほぼ一層のキャリアをほぼ均
   等に吸着する複数の磁極を有し、 前記現像部材の周面の移動方向における前記像担持体と
   の対向位置の上流側に、該現像部材の周面上の現像剤と
   接触し、現像剤をほぼ均等に均す現像剤均し部材が設け
   られていることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 無端状の周面に磁性キャリアを磁気的に
   吸着して磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを形
   成し、この磁気ブラシを周方向に移動させるとともに、
   この磁気ブラシを前記現像剤均し部材が設けられた位置
   の上流側で前記現像部材に接触させ、該現像部材上の現
   像剤の剥離及び新たな現像剤の供給を行なう、層形成ロ
   ールを備えることを特徴とする請求項１に記載の現像装
   置。
3. 【請求項３】 前記層形成ロールは、 無端状の周面に沿ってＳ極Ｎ極とが交互に着磁され、周
   方向の回転が可能となるように支持された磁石部材と、
   この磁石部材の外側に支持されたスリーブとを有し、 前記磁石部材の回転によって、前記スリーブ上の磁気ブ
   ラシを周方向に搬送するものであることを特徴とする請
   求項２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像部材の上方から現像剤を落下さ
   せるとともに、前記現像剤均し部材が接触する位置の上
   流側で、前記現像部材の周面に沿って現像剤を流下さ
   せ、該現像部材上の現像剤の剥離及び新たな現像剤の供
   給を行なう現像剤流下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。
5. 【請求項５】 前記現像部材の複数の磁極はＳ極とＮ極
   とが交互に配置され、前記現像部材の周面付近に形成さ
   れる磁界の、前記磁極と対応する位置の中心距離が２５
   μｍ以上、２５０μｍ以下となっていることを特徴とす
   る請求項１から請求項４までのいずれかに記載の現像装
   置。
6. 【請求項６】 前記現像剤均し部材は、飛散する現像剤
   を該現像装置内に閉じ込めるように密閉して設けられて
   いることを特徴とする請求項１から請求項５までのいず
   れかに記載の現像装置。