JP2005242281A - 画像形成装置における現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラと感光体との間に形成する交番電界と、現像ローラ及び磁気ローラに印加する直流バイアスなどのバランスを容易に取ることができ、かつ現像ローラ上にトナー層を良好に形成しゴーストを防止すると共に現像ローラへのトナー付着とそれによる画像濃度の減少などを防止し、それにより感光体と現像ローラ間のリーク、現像ローラと磁気ローラ間のリークを起こさないようにした画像形成装置における現像装置を提供する。
【解決手段】２成分現像剤で形成した磁気ブラシによる摺擦で現像ローラにトナー層を担持させ、現像ローラと感光体との間に第１の電源によって形成した矩形波からなる交番電界で、現像ローラからトナーを飛翔させ感光体上の潜像を現像するようにした現像装置における磁気ローラと現像ローラ間に、第１の電源で形成した交番電界と同周波数で逆位相、かつデューティ比を逆転させた矩形波による交番電界を印加する第２の電源を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置で用いられる現像装置に関し、特に、磁性キャリアと非磁性トナーとを有する２成分現像剤を用いて、現像ローラ上にトナーを保持させて静電潜像を現像するようにした現像装置に関するものである。

この種の画像形成装置における現像方式には、トナーとキャリアを用いた２成分現像方式、キャリアを使用しない１成分現像方式、キャリアを用いてトナーを帯電させる２成分現像剤を使用し、現像ローラ上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像を現像するようにした、所謂ハイブリッド現像方式などがある。

２成分現像方式はキャリアによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能である反面、現像装置が大きく複雑になること、キャリアの耐久性によって画質が変化するなどの欠点がある。また１成分現像方式は、現像装置がコンパクトになってドット再現性に優れているが、現像ローラ、補給ローラの耐久性が概して低く、定期的に現像装置を交換するため消耗品価格が高価になる。

こうした双方の現像方式の特徴を生かし、トナーとキャリアを有する２成分現像剤を使用して現像ローラ上にトナーのみを保持し、そのトナーで感光体上に形成した静電潜像を非接触で現像するようにした所謂ハイブリッド現像方式が注目され、特にこのハイブリッド現像方式は、高速の画像形成が可能な現像方式として、また感光体上に複数のカラー画像を順次形成する１ドラム色重ね方式用として、更には複数の電子写真プロセス部材を並べて配置し、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成して転写部材上で色重ねを行うタンデム方式用の現像装置として、注目されてきている。

このうちタンデム方式の画像形成装置の場合には、複数の電子写真プロセス部材を並べて配置するため、感光体に対して現像ローラや磁気ローラを横に配置すると電子写真プロセス部材そのものの幅が大きくなり、小型化の妨げになる。そのため、電子写真プロセス部材を構成する現像ローラや磁気ローラを感光体の上方に配置して現像装置を縦型とし、画像形成装置の奥行きを狭められるようにすることが好ましい。

こういった技術に関する従来技術としては、特許文献１に磁気ローラを用いて現像剤をドナーローラに進ませ、このドナーローラ上にトナーを転移させてトナー層を形成する現像装置が示されている。しかしながらこの方式では、トナーの帯電制御が複雑で、感光体に高い表面電位と大きな現像電界を印加することを必要としており、さらにドナーローラ上の未現像トナーをリフレッシュすることが困難で、現像ローラ上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、その現像ローラ上におけるトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じる関係から、前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象、いわゆる履歴現象が発生しやすいという不具合がある。

そのため例えば特許文献２、３には、内部に固定された磁極部材によりキャリアとトナーを有する２成分現像剤で形成した磁気ブラシを保持する磁気ローラと、この磁気ローラに保持された磁気ブラシによる摺擦でトナー層を形成する現像ローラと、この現像ローラと感光体との間に交番電界を形成する電源とを設け、前記交番電界により、前記現像ローラ上に形成されたトナー層から飛翔させたトナーで前記感光体上の潜像を現像して、カブリの発生を回避しつつ現像時の残像（ゴースト）の発生を防止するようにした現像装置が示されている。

また特許文献４には、１成分現像剤を用い、感光体に接触した現像ローラとその現像ローラに接触した供給ローラとを備えた画像形成装置ではあるが、供給ローラでトナーを現像ローラに供給し、規制ブレードによって摩擦帯電させて薄層状態にして感光体上の潜像を現像するようにした現像装置において、低濃度画像や細線画像が現像されにくい問題、及びトナー帯電量の上昇により濃度ムラが生じるのを防止するため、現像ローラへ印加する現像電界を交流とすると低濃度画像や細線画像が良好に現像できるようになり、現像未消費のトナーを掻き落としやすくなるが、交流電圧を高くするとカブリが発生し、低いと現像未消費のトナーを掻き落とし効果が小さくなるという問題を解決するため、供給ローラにも交流電圧を印加し、両者の交流電圧を同周波数で異なる位相とした現像装置が示されている。

米国特許第３，９２９，０９８号公報 特開２００３−２１９６１号公報 特開２００３−２１９６６号公報 特開２００１−１３４０５０号公報

しかしながら、特許文献２、３に示された現像装置においても、現像ローラと感光体との間に形成される交番電界と、現像ローラと磁気ローラのそれぞれに印加される直流バイアスなどのバランスを取るためには精度の高い制御が要求され、より余裕のある技術が望まれている。

すなわち、現像ローラ上へのトナー層の形成は、現像ローラに印加される交番電界の最小電圧と磁気ローラに印加される直流バイアスとの電位差（以下第１の電位差と称する）によっておこなわれ、この電位差が大きいとトナー層が良好に形成されてゴーストが少なくなる。また、現像ローラ上の現像残トナーは、この交番電界の最大電圧と磁気ローラに印加される直流バイアスとの電位差（以下第２の電位差と称する）によって引き剥がされ、この電位差が大きいと現像ローラへのトナー付着が防止できる。

一方現像ローラから感光体へは、現像ローラへ印加される交番電界の最大電圧と感光体の明電位（露光後電位）との電位差（以下第３の電位差と称する）によって現像が行われ、また感光体の明電位と交番電界の最小電圧との電位差（以下第４の電位差と称する）は感光体上のトナー回収方向の電位差となる。さらに、感光体における暗電位（未露光部電位）とこの交番電界の最小電圧との電位差（以下第５の電位差と称する）は、いわゆるカブリ取り電位と呼ばれるもので、白部分の汚れの防止に作用する。

そのため、ゴーストと現像ローラへのトナー付着に対しては、第１の電位差と第２の電位差を大きくとる、すなわち交番電界のピーク間電圧を大きくすることが好ましいが、画像濃度やドット再現性は第３の電位差と第４の電位差のバランスによっており、交番電界のピーク間電圧を大きくすることによって第３の電位差が大きくなると、今度は現像ローラから感光体へのリークが発生し易くなり、黒点画像やひどいと白帯や黒帯といった瞬間的にバイアス出力が落ちる等の回路系への不具合が生じることがある。

また、特許文献４に示された現像装置は、１成分現像剤を用いた現像装置であると共に現像ローラに感光体と供給ローラが接触した形式の現像装置であり、このような感光体と現像ローラが接触する形式の現像装置をタンデム型の画像形成装置に用いると、トルク変動をきたしてタンデム型の弱点である色ズレを助長する恐れがある。

そのため本発明においては、現像ローラと感光体との間に形成する交番電界と、現像ローラ及び磁気ローラに印加する直流バイアスなどのバランスを容易に取ることができ、かつ、現像ローラ上にトナー層を良好に形成してゴーストを防止すると共に現像ローラへのトナー付着とそれによる画像濃度の減少などを防止し、それによって感光体と現像ローラ間のリーク、現像ローラと磁気ローラ間のリークを起こさないようにした画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明の画像形成装置における現像装置は、
内部に固定された磁極部材によりキャリアとトナーを有する２成分現像剤で形成した磁気ブラシを保持する磁気ローラと、前記磁気ブラシによる摺擦でトナー層を担持する現像ローラと、該現像ローラに矩形波からなる交番電界を形成する第１の電源とを有し、前記交番電界により、前記現像ローラ上に形成されたトナー層から飛翔させたトナーで前記感光体上の潜像を現像する画像形成装置における現像装置において、
前記第１の電源で形成された交番電界と同周波数で逆位相、かつ、デューティ比を逆転させた矩形波からなる交番電界を前記磁気ローラに形成する第２の電源を設けたことを特徴とする。

そして、前記現像ローラに直流バイアスを印加する第３の電源を設け、該第３の電源におけるバイアス電圧を、前記磁気ローラに形成された交番電界の最小電圧より大きくしたことを特徴とする。

このように、２成分現像剤で形成した磁気ブラシによる摺擦で現像ローラにトナー層を担持させ、現像ローラに第１の電源によって形成した矩形波からなる交番電界で、現像ローラからトナーを飛翔させて感光体上の潜像を現像するようにした現像装置における磁気ローラに、第１の電源で形成した交番電界と同周波数で逆位相、かつ、デューティ比を逆転させた矩形波による交番電界を印加する第２の電源を設けることで、感光体と現像ローラ間の電位差は何も変化させずに現像ローラへのトナー層形成のための電位差、すなわち、現像ローラに形成された交番電界の最小電圧と磁気ローラに形成された交番電界の最大電圧との電位差（前記第１の電位差に相当）と、現像ローラからのトナー剥ぎ取りのための電位差、すなわち、現像ローラに形成された交番電界の最大電圧と磁気ローラに形成された交番電界の最小電圧との電位差（前記第２の電位差に相当）とが共に大きくなり、現像ローラと感光体との間に形成する交番電界と、現像ローラ及び磁気ローラに印加する直流バイアスなどのバランスを容易に取ることができ、現像ローラ上にトナー層が良好に形成されてゴーストが少なくなると共に現像ローラへのトナー付着が防止でき、濃度低下などの問題を解決することができる。

しかも、このように第１と第２の両電位差に相当する電位差が共に大きくなったにもかかわらず感光体と現像ローラ間の電位差は従来通りであるから、現像ローラと感光体間のリークや現像ローラと磁気ローラ間のリークが防止でき、黒点画像や瞬間的にバイアス出力が落ちて回路系への不具合が生じる、といったことが防止できる。また、これら第１の電源と第２の電源で形成する交番電界を矩形波とすることで、現像ローラへのトナー層の形成と掻き取りに最適なデューティ比とすることができ、かつ、第２の電源による交番電界のデューティ比を第１の電源による交番電界に対して逆転させることにより、これらゴーストや現像ローラへのトナー付着による濃度低下、現像ローラと感光体間のリークや現像ローラと磁気ローラ間のリークなどがより効果的に防止できる。

また、前記現像ローラに直流バイアスを印加する第３の電源を設け、該第３の電源におけるバイアス電圧を、前記磁気ローラに形成された交番電界の最小電圧より大きくしたことにより、現像ローラへのトナー付着をより抑制することができ、長期にわたって濃度低下のない良好な画像を出力することができる現像装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明になる画像形成装置における現像装置の現像ローラと磁気ローラのそれぞれへ印加する交番バイアスと直流バイアスを示した図、図２は現像ローラに交番バイアスと直流バイアスを、磁気ローラに直流バイアスを印加したときの作用を説明するための図、図３は現像ローラに印加した交番バイアスと直流バイアスと感光体電位との関係を説明するための図、図４は現像ローラに印加する交番バイアスと直流バイアスをそのままにして、磁気ローラに印加する直流バイアスの電圧を高くしたときの作用を説明するための図、図５は現像ローラと磁気ローラに印加する直流バイアス電圧をそのままに、現像ローラに印加する交番バイアスのピーク間電圧を高くしたときの作用を説明するための図、図６は現像ローラに印加する直流バイアス電圧をそのままに、現像ローラに印加する交番バイアスのピーク間電圧を高くしたときの現像ローラと感光体電位との関係を説明するための図、図７は現像ローラに印加する交番バイアスと直流バイアス、及び磁気ローラへ印加する直流バイアスを一定として磁気ローラへ印加する交番バイアスのピーク間電圧を変化させたときのゴースト、リーク、画像濃度の状態を調べた表、図８は本発明になる画像形成装置における現像装置の模式図、図９は本発明の現像装置を有する画像形成装置の一実施例の模式図である。

図中１は非磁性金属材料で円筒状に形成され、内部に複数の固定磁石が配設されて回転可能としたスリーブ状の磁気ローラ、２は磁気ローラ１上に形成される磁気ブラシ１０によってトナーの薄層６を形成される現像ローラ、３は感光体ドラム、４は現像剤を構成するキャリア、５は同じくトナー、６は現像ローラ２上に形成されたトナー薄層、７ａは現像ローラ２へ直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１を印加する電源、７ｂは同じく現像ローラ２へ交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１を印加する電源、８ａは磁気ローラ１へ直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ２を印加する電源、８ｂは磁気ローラ１へ交流（ＤＣ）バイアスＶ_ａｃ２を印加する電源、９は磁気ローラ１上に形成された磁気ブラシ１０の高さを一定に保つための穂切りブレード（層厚規制ブレード）、２０は画像形成装置、図９における５０Ａは画像形成装置２０のブラック用現像装置、５０Ｂは同じくイエロー用現像装置、５０Ｃは同じくシアン用現像装置、５０Ｄは同じくマゼンタ用現像装置、５３は記録紙を収容した給紙カセット、５４は記録紙を搬送するための無端状ベルト、５６は感光体ドラム３を帯電するための帯電器、５７は帯電された感光体ドラム３を露光して潜像を形成するための露光装置、５８は現像されたトナー像を記録紙に転写するための転写装置、５９はトナー像を転写された記録紙上のトナー像を定着するための定着装置である。なお、タンデム型画像形成装置においては、前記したように感光体ドラム３の周りに設置する帯電器５６、露光装置５７、現像装置５０、転写装置５８、クリーニング装置などをコンパクトに設計することが重要であり、本発明においては、現像装置５０は感光体ドラム３に対して隣接し、略垂直の方向に配置される。

なお、以下の説明では本発明を、タンデム型カラー画像形成装置の現像装置に適用した場合を例に説明してゆくが、本発明は、キャリアを用いてトナーを帯電させる２成分現像剤を使用し、現像ローラ上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにした画像形成装置における現像装置であれば、モノクロ画像形成装置であっても適用できることは明らかである。

このうち感光体３の材料としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体、有機感光体（ＯＰＣ）などを用いることができる。正帯電有機感光体（正ＯＰＣ）は、オゾンなどの発生が少なくて帯電が安定しており、特に単層構造の正帯電有機感光体は、長期にわたる使用によって膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適である。そして、正帯電有機感光体を長寿命のシステムに用いる場合、膜厚を２０μｍから４０μｍ程度に設定することが好ましい。２０μｍ以下の場合は、膜厚が減少して１０μｍ程度になったときに絶縁破壊によって黒点の発生が目だってくる。また、４０μｍ以上とした場合は感度が低下し、画像濃度低下の要因となる。

露光装置５７は、半導体レーザ、もしくはＬＥＤを用いることができる。正帯電有機感光体を用いた場合は７７０ｎｍ付近の波長が有効であり、アモルファスシリコン感光体の場合は６８５ｎｍ付近の波長が有効である。以下本発明においては、感光体３として正帯電有機感光体を用い、露光装置５７の光源としてＬＥＤを用いた場合を例に説明してゆく。

現像ローラ２の最表面は、均一な導電性のアルミニウム、ＳＵＳ、導電樹脂被覆などからなるスリーブで構成する。そしてそのシャフト部には、直流（ＤＣ）バイアス電源７ａ、交流（ＡＣ）バイアス電源７ｂを接続し、回転する現像ローラ２と感光体３、及び磁気ローラ１との間にこの直流と交流を重畳したバイアスが作用するようにして、感光体３上の潜像に対する良好な現像性と磁気ローラ１に対してのトナー薄層６の回収性を高める。交流バイアスの波形は、矩形波が好ましい。

また、磁気ローラ１にも直流（ＤＣ）バイアス電源８ａ、交流（ＡＣ）バイアス電源８ｂを接続し、連続印字の安定性を効果的に改善する。

トナー５は、選択現像性を回避するために粒度分布を規定することが重要である。一般的にトナーの粒度分布の広がりはコールカウンターで測定され、粒度分布の広がりは、その体積分布平均粒径と個数分布平均粒径の比でもって表現される。選択現像を防止するためにはその比率を小さくすることが重要である。分布が広いと、連続印刷時に現像ローラ２に比較的粒度の小さなトナーが堆積し、現像性を低下させる。

キャリア４としては、マグネタイトキャリア、Ｍｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライトなどを用いることができ、適正な抵抗値を上げない範囲で表面処理して用いることも可能である。本発明では一例として、体積固有抵抗が１０^８Ωｃｍ^３にシリコーン樹脂被覆をし、飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇ、平均粒径３５μｍのフェライトキャリアを用いた。平均粒度が５０μｍを超えるとキャリアのストレスが増大すると共にトナー濃度を上げられず、現像ローラ２へのトナー供給量が減少する。これらのキャリアをそのまま用いても良いが、適正な抵抗値を上げない範囲で表面処理して用いることも可能である。

またトナー５とキャリア４の混合割合は、キャリア４およびトナー５の合計量に対しトナー５を５〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％とする。トナーの混合割合が５重量％未満であると、トナーの帯電量が高くなって十分な画像濃度が得られなくなり、２０重量％を超えると今度は十分な帯電量が得られなくなるため、トナーが現像装置から飛散して画像形成装置内を汚染したり、画像上にトナーカブリが生じる。なお、２成分現像剤としてのキャリアとトナーには帯電制御や流動性改善、さらには感光体表面を研磨する目的で、それ自体公知の添加剤を含有させることができる。

現像ローラ上のトナー薄層６の飽和トナー量は、直流（ＤＣ）バイアス８ａと直流（ＤＣ）バイアス７ａの差によって決定される。トナー薄層６が０．５ｍｇ／ｃｍ^２以下と薄すぎると高濃度画像が連続した場合の濃度の追随性が低下し、画像ムラが発生しやすくなり、トナー薄層６が１．５ｍｇ／ｃｍ^２を超えて厚すぎると現像ゴーストが目立ち、トナー飛散が目立つ傾向がある。トナー薄層６の厚さはトナーの帯電量によっても左右され、トナー帯電量が１０μＣ／ｇ以下、特に５μＣ／ｇ以下と低いとトナー層厚が厚くなり、飛散が増大する。一方、トナー帯電量が２０μＣ／ｇ以上になるとトナー層厚が薄くなり、帯電が上昇してトナーの現像性が低下する。

連続印刷での画像濃度を安定させるためには、定期的に現像ローラ２からトナーを剥ぎ取り、リフレッシュする必要がある。これは、現像終了時に交流（ＡＣ）バイアス７ｂを印加したまま直流（ＤＣ）バイアス７ａ、８ａを変化させ、現像ローラ２上のトナーを磁気ブラシ１０に回収してリフレッシュする。用紙間隔を大きくしないで感光体３上の潜像に十分なトナーを供給するためには、感光体３に対して現像ローラ２の周速を１．５倍以上に設定すると、短時間にトナーの出し入れが可能になる。また、磁気ローラ１を現像ローラ２に対して１超２倍以下の速度に設定すると、トナーの入れ替えが促進される。この時、磁気ローラ１の回転方向が現像ローラ２に対して逆方向であることが好ましい。

最初に本発明になる現像装置を有する画像形成装置２０の一実施例の動作について、図８、図９の模式図を用いて説明する。この画像形成装置２０は、無端状ベルト５４が、給紙カセット５３からの記録紙を定着装置５９に向かって搬送可能に配設されており、記録紙を搬送するベルト５４の上側には、ブラック用現像装置５０Ａ、イエロー用現像装置５０Ｂ、シアン用現像装置５０Ｃ、及びマゼンタ用現像装置５０Ｄが配設されている。

そしてこれらの現像装置５０（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）には、それぞれ磁気ローラ１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、該磁気ローラ１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に近接して現像ローラ２（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が配設され、該現像ローラ２に対面して感光体３（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が、さらにこの感光体３の周囲には、帯電器５６（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）及び露光装置５７（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が配置されている。

このように構成した本発明の現像装置を有するタンデム型画像形成装置において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなどのそれぞれの色に対応したトナーとキャリアを有する２成分現像剤は、トナーコンテナからそれぞれの現像装置５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに供給され、図８、図９に示した磁気ローラ１上に磁気ブラシ１０を形成し、攪拌によってトナーが帯電される。そして、磁気ローラ１上の磁気ブラシ１０は穂切りブレード９によって層規制され、磁気ローラ１に加えられた直流（ＤＣ）バイアス８ａと現像ローラ２に加えられた直流（ＤＣ）バイアス７ａ間の電位差、及び交流バイアス７ｂ、８ｂによって現像ローラ２にトナーのみの薄層６を形成する。

そして、図示していない制御回路からプリント開始信号が来ると、まず、帯電器５６によって正帯電有機感光体（正ＯＰＣ）で構成された感光体３が例えば４００Ｖに帯電され、その後、例えば７７０ｎｍの波長のＬＥＤを用いた露光装置５７による露光により、感光体３の露光後電位は約７０Ｖになって潜像が形成される。そしてこの潜像は、現像ローラ２に加えられた直流（ＤＣ）バイアス７ａと交流バイアス１５により、現像ローラ２上のトナー薄層６から感光体３に飛翔したトナーで現像され、トナー像が形成される。

そして、給紙カセット５３から記録紙が送りだされてベルト５４で送られて感光体３に達したとき、転写装置５８（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）による転写バイアスが印加されて記録紙にトナー像が転写され、定着装置５９で定着されて排紙される。その後前記したように定期的に、交流（ＡＣ）バイアス７ｂを印加したまま、直流（ＤＣ）バイアス８ａを変化させて現像ローラ２上のトナー薄層６を磁気ローラ１に回収する。

本発明における現像装置は、前記特許文献２、３に示された現像装置と同様現像ローラ２へ、７ａの直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源と７ｂの交流（ＡＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源から交流に直流を重畳したバイアスを印加し、磁気ローラ１へは、８ａの直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源から直流バイアスを印加する。そしてさらに本発明においては、この従来の現像装置における磁気ローラ１にも、現像ローラ２と同周波数、逆位相で、かつ、デューティを逆転させた交流を８ｂの交流（ＡＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源によって印加して交番電界を形成し、それによって現像ローラと感光体との間に形成する交番電界と、現像ローラ及び磁気ローラに印加する直流バイアスなどのバランスを容易に取ることができ、かつ、ゴースト、感光体３と現像ローラ２間のリーク、現像ローラ２と磁気ローラ１間のリーク、現像ローラ２へのトナー付着とそれによる画像濃度の減少などの問題点を解消できるようにしたものである。

なおここで、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ｂによって現像ローラ２へ印加される交流バイアスと、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源８ｂによって磁気ローラ１へ印加される交流バイアスとは、それぞれ、ある電圧より上の値を取る部分の面積と、下の値を取る部分の面積が等しくなる当該電圧（以下、「面積中心電圧」）という）が、直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａと直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源８ａで供給される直流バイアスと等しくなる、すなわち面積中心電圧の上下で、デューティ比が変化しても、｛（ピーク電圧−面積中心電圧）×パルス幅｝が等しくなるようにした矩形波を用いる。

すなわち例えば現像ローラ２に、Ｖ_ｐ−ｐが１６００Ｖでデューティ比が３０％の矩形波と１００Ｖの直流バイアスを印加した場合、面積中心電圧（直流バイアス電圧）より上側の矩形波のパルス幅と下側のパルス幅の比は３：７となるから、面積中心電圧（直流バイアス）から上側のピーク電圧までと下側のピーク電圧までの比は７：３となり、上側ピーク電圧は
（１６００Ｖ×０．７）＋１００Ｖ＝１２２０Ｖ
下側ピーク電圧は
１００Ｖ−（１６００Ｖ×０．３）＝−３８０Ｖ
となる。これは、磁気ローラ１へ印加する交流バイアスも同様である。

すなわち従来では図２に示したように、例えば現像ローラ２に図８における７ｂの交流電源Ｖ_ａｃ１からＶ_ｐ−ｐ＝１．６ｋＶ、周波数３．５ｋＨｚ、デューティ３０％の矩形波（Ｖスリーブ）と、７ａの直流電源Ｖ_ｄｃ１からオフセットバイアスとして＋１００Ｖ（Ｖスリーブオフセット）を印加し、かつ、磁気ローラ１に、８ａの直流電源Ｖ_ｄｃ２からオフセットバイアスとして＋４００Ｖ（Ｖマグロールオフセット）を印加して、Ｖマグロールオフセットの＋４００ＶとＶスリーブ（ｍｉｎ）の−３８０Ｖの電位差、すなわち前記した第１の電位差１１の７８０Ｖによって現像ローラ２上にトナーの薄層６を形成し、同じくＶスリーブ（ｍａｘ）の＋１２２０ＶとＶマグロールオフセットの＋４００Ｖの電位差、すなわち第２の電位差１２の８２０Ｖによって現像ローラ２上の現像残トナーを剥ぎ取っていた。

また図３に示したように、例えば感光体３を帯電したときの暗電位１６を＋４３０Ｖ、露光後の明電位１７を＋７０Ｖとなるようにメイン電流及び露光を設定すると、Ｖスリーブ（ｍａｘ）の＋１２２０Ｖと感光体（明電位）１７の＋７０Ｖとの差、すなわち前記した第３の電位差１３の１１５０Ｖが現像ローラ２から感光体３へトナーを飛翔させる現像方向電位差となり、感光体（明電位）１７の＋７０ＶとＶスリーブ（ｍｉｎ）の−３８０Ｖの電位差、すなわち第４の電位差１４の４５０Ｖが感光体３から現像ローラ２へのトナー回収方向の電位差となる。

そして、この現像方向電位差１３と回収方向電位差１４のバランスによって画像濃度やドット再現性が良好に保たれ、現像方向電位差１３が大きくなると、現像ローラ２から感光体３へのリークが発生し易くなり、黒点画像やひどいと白帯や黒帯といった瞬間的にバイアス出力が落ちる等の回路系への不具合が生じることがあった。さらに、感光体（暗電位）１６の＋４３０ＶとＶスリーブ（ｍｉｎ）の−３８０Ｖの電位差、すなわち第５の電位差１５は、いわゆるカブリ取り電位と呼ばれるもので、白部分の汚れの防止に作用する。

すなわち、ＶマグロールオフセットとＶスリーブ（ｍｉｎ）との第１の電位差１１を大きくすると、現像ローラ２上に薄層６が良好に形成されてゴーストの発生が押さえられ、Ｖスリーブ（ｍａｘ）とＶマグロールオフセットとの第２の電位差１２を大きくすると、現像ローラ２上のトナー付着を防止できる。また、現像方向の第３の電位差１３が大きくなると現像ローラ２から感光体３へのリークが発生し易くなるわけである。そのため、７ｂの交流電源Ｖ_ａｃ１におけるピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを大きくすると第１の電位差１１が大きくなってトナー薄層６が良好に形成されるが、逆に現像時にリークが発生するという問題が生じやすくなり、バランスを取るのは非常に困難で余裕があまりないというのが実状である。

例えば、図４に示したように、磁気ローラ１にオフセットバイアス（Ｖマグロールオフセット）を印加する８ａの直流電源Ｖ_ｄｃ２の電圧を＋５５０Ｖとすると、Ｖマグロールオフセット８ａとＶスリーブ（ｍｉｎ）との第１の電位差１１が図中ハッチ部分だけ大きくなってゴーストに対しては良好となるが、Ｖスリーブ（ｍａｘ）とＶマグロールオフセット８ａ、すなわち現像ローラ２上のトナー引き剥がし方向の第２の電位差１２が小さくなり、結果としてトナー薄層６の入れ替わりが悪くなって、多数枚の連続印刷を行うと、現像ローラ２上のトナー付着等の問題が生じる。

また図５、図６に示すように、７ｂの交流電源Ｖ_ａｃ１におけるＶ_ｐ−ｐを１．９ｋＶとすると、図４の場合と異なり、Ｖスリーブ（ｍｉｎ）とＶマグロールオフセットとの第１の電位差１１、及びＶマグロールオフセットとＶスリーブ（ｍａｘ）との第２の電位差１２が共に図中ハッチ部分だけ大きくなり、ゴーストに対しても良好となると共に、現像ローラ２上の現像残トナーが充分剥ぎ取られて現像ローラ２上にトナーが付着することもなくなる。

ところが、図６に示した現像方向の第３の電位差１３が図中ハッチ部分だけ増加し、それによってリークを起こし、今度は連続印刷評価中画像の白部分に色点、及び黒点画像が頻繁に発生してしまう。すなわち、現像ローラ２へ印加する交流の電圧を増加させると、感光体３との作用も増加して不具合が発生してしまうわけである。

そのため本発明においては、前記し、図１に示したように、磁気ローラ１にも現像ローラ２へ印加した交流バイアスと同周波数、逆位相で、かつ、デューティを逆転させた交流を、８ｂの交流（ＡＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源によって印加して交番電界を形成し、それによってゴースト、感光体３と現像ローラ２間のリーク、現像ローラ２と磁気ローラ１間のリーク、現像ローラ２へのトナー付着とそれによる画像濃度の減少などの問題点を解消できるようにしたものである。

すなわちこのように磁気ローラ１へ、現像ローラ２に印加した交流バイアスと同周波数、逆位相で、かつ、デューティを逆転させた交流を印加して交番電界を形成することにより、感光体３と現像ローラ２間の電位差は何も変化させずに現像ローラ２へのトナー層形成のための前記第１の電位差１１に相当する第６の電位差１８、すなわち、８ｂの交流（ＡＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源による電圧の最大値Ｖマグロール（ｍａｘ）とＶスリーブ（ｍｉｎ）との電位差と、現像ローラ２からのトナー剥ぎ取りのための前記第２の電位差に相当する第７の電位差１９、すなわち、Ｖスリーブ（ｍａｘ）と８ｂの交流（ＡＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源による電圧の最小値Ｖマグロール（ｍｉｎ）との電位差とが共に大きくなり、現像ローラ２と感光体３との間に形成する交番電界と、現像ローラ２及び磁気ローラ１に印加する直流バイアスなどのバランスを容易に取ることができ、現像ローラ２上にトナー薄層６が良好に形成されてゴーストが少なくなると共に、現像ローラ２へのトナー付着、濃度低下などの問題を解決することができる。

しかも、このように第１と第２の両電位差に相当する第６と第７の電位差が共に大きくなったにもかかわらず感光体３と現像ローラ２間の電位差は従来通りであるから、現像ローラ２と感光体３間のリークや現像ローラ２と磁気ローラ１間のリークが防止でき、黒点画像や瞬間的にバイアス出力が落ちて回路系への不具合が生じる、といったことが防止できる。また、これら交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂと交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂで形成する交番電界を矩形波とすることで、現像ローラ２へのトナー薄層６の形成と掻き取りに最適なデューティ比とすることができ、かつ、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交番電界のデューティ比を交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番電界に対して逆転させることにより、これらゴーストや現像ローラ２へのトナー付着による濃度低下、現像ローラ２と感光体３間のリークや現像ローラ２と磁気ローラ１間のリークなどがより効果的に防止できる。

図７は、現像ローラ２に印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番バイアスと直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａによる直流バイアス、及び磁気ローラ１へ印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源８ａによる直流バイアスを一定とし、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧を変化させたときのゴースト、リーク、画像濃度の状態を調べた表である。この表中、Ｖ_ｐ−ｐは交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖは磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂの最小電圧（Ｖマグロール（ｍｉｎ））と現像ローラ２に印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａによる直流バイアス（Ｖスリーブ（オフセット））との関係、Ａは磁気ローラ１へ印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源８ａによる直流バイアス（Ｖマグロール（オフセット））と現像ローラ２に印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番バイアスの最小値（Ｖスリーブ（ｍｉｎ））との電位差、Ｂは磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交流バイアスの最大電圧（Ｖマグロール（ｍａｘ））と現像ローラ２に印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番バイアスの最小電圧（Ｖスリーブ（ｍｉｎ））との電位差、ＡとＢの関係はこのＡとＢとにどのような関係があるかを示した式、ゴースト、リーク、画像濃度のそれぞれの欄に示した○は、１００００枚の連続印刷後におけるゴースト、リーク、画像濃度のそれぞれが良好な状態を、×は問題が生じたことを示している。

まず実施例１は磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを６００Ｖとした場合で、画像評価も１００００枚の連続印刷後におけるゴースト、リーク、画像濃度も良好であった。この場合の条件は、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖが−２０Ｖ＜＋１００ＶでＢ＝１．２３×Ａである。同様に実施例２は、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを７００Ｖとし、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖが−９０Ｖ＜＋１００ＶでＢ＝１．２７×Ａ、実施例３は、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを７５０Ｖとし、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖが−１２５Ｖ＜＋１００ＶでＢ＝１．２９×Ａ、実施例４は、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを５００Ｖとし、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖが＋５０Ｖ＜＋１００ＶでＢ＝１．１９×Ａ、実施例５は、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを４５０Ｖとし、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖが＋８５Ｖ＜＋１００ＶでＢ＝１．１７×Ａで、これら実施例２乃至５は、いずれも画像評価と１００００枚の連続印刷後におけるゴースト、リーク、画像濃度が良好であった。

それに対して比較例１は、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを８５０Ｖとした場合で、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖが−１９５Ｖ＜＋１００Ｖ、ＡとＢの関係がＢ＝１．３３×Ａとなる。この場合、ゴーストは目視では気にならない画像が得られたが、１００００枚の連続印刷後における評価では、画像濃度が低下することはなかったが現像ローラ２と磁気ローラ１間にリークが発生した痕跡が見られた。

次の比較例２は、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを３５０Ｖとした場合で、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖは＋１５５Ｖ＞＋１００Ｖとなって、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂの最小電圧の方が現像ローラ２に印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａによる直流バイアス電圧より大きくなり、ＡとＢの関係がＢ＝１．１３×Ａとなる。この場合、ゴーストは目視では気にならない画像が得られ、１００００枚の連続印刷後における評価でもリークが発生した痕跡は見られなかったが、５０００枚程度から画像濃度が低下した。

次の比較例３は、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂのピーク間電圧Ｖ_ｐ−ｐを２００Ｖとした場合で、Ｖ_{ｍａｇｍｉｎ}：Ｖ_ｓｌｖは＋２６０Ｖ＞＋１００Ｖとなって比較例２と同様、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂの最小電圧の方が現像ローラ２に印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａによる直流バイアス電圧より大きくなり、ＡとＢの関係がＢ＝１．０８×Ａとなった。この場合、画像評価の結果ゴーストが明らかに目視で確認でき、また、１００００枚の連続印刷後における評価でもリークは発生しなかったが、２０００枚程度から画像濃度が低下した。

以上の結果から分かるとおり、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂの最小電圧と現像ローラ２に印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａによる直流バイアス電圧とは、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂの最小電圧よりも現像ローラ２に印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａによる直流バイアス電圧が高い方が良好な結果が得られることがわかり、また、磁気ローラ１へ印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源８ａによる直流バイアス電圧と現像ローラ２に印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番バイアスの最小電圧との電位差であるＡと、磁気ローラ１へ印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交流バイアスの最大電圧と現像ローラ２に印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番バイアスの最小電圧との電位差Ｂとは、
１．１Ａ≦ Ｂ ≦ １．３Ａ
の関係となる方が良好な結果が得られることがわかる。

以上種々述べてきたように本発明によれば、２成分現像剤で形成した磁気ブラシ１０による摺擦で現像ローラ２にトナー薄層６を担持させ、現像ローラ２に交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによって形成した矩形波からなる交番電界で、現像ローラ２からトナーを飛翔させて感光体３上の潜像を現像するようにした現像装置における磁気ローラ１に、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂで形成した交番電界と同周波数で逆位相、かつ、デューティ比を逆転させた矩形波による交番電界を印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂを設けることで、感光体３と現像ローラ２間の電位差は何も変化させずに現像ローラ２へのトナー層形成のための電位差、すなわち、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番電界の最小電圧と交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交番電界の最大電圧との第６の電位差と、現像ローラ２からのトナー剥ぎ取りのための電位差、すなわち、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番電界の最大電圧と交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交番電界の最小電圧との第７の電位差とが共に大きくなり、現像ローラ２と感光体３との間に形成する交番電界と、現像ローラ２及び磁気ローラ１に印加する直流バイアスなどのバランスを容易に取ることができ、現像ローラ２上にトナー薄層６が良好に形成されてゴーストが少なくなると共に現像ローラ２へのトナー付着が防止でき、濃度低下などの問題を解決することができる。

しかも、このように第６と第７の両電位差が共に大きくなったにもかかわらず感光体３と現像ローラ２間の電位差は従来通りであるから、現像ローラ２と感光体３間のリークや現像ローラ２と磁気ローラ３間のリークが防止でき、黒点画像や瞬間的にバイアス出力が落ちて回路系への不具合が生じる、といったことが防止できる。また、これら交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂと交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂで形成する交番電界を矩形波とすることで、現像ローラ２へのトナー層の形成と掻き取りに最適なデューティ比とすることができ、かつ、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交番電界のデューティ比を交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番電界に対して逆転させることにより、これらゴーストや現像ローラ２へのトナー付着による濃度低下、現像ローラ２と感光体３間のリークや現像ローラ２と磁気ローラ１間のリークなどがより効果的に防止できる。

また、前記現像ローラ２に直流バイアスを印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａを設け、この直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源７ａにおけるバイアス電圧を、前記交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交番電界の最小電圧より大きくしたことにより、現像ローラ２へのトナー付着をより抑制することができ、長期にわたって濃度低下のない良好な画像を出力することができる現像装置を提供することができる。

そして、磁気ローラ１に直流バイアスを印加する直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源８ａを設け、前記交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番電界の最小電圧と前記直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源８ａによるバイアス電圧との電位差をＡ、前記交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂによる交番電界の最小電圧と前記交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂによる交番電界の最大電圧との電位差をＢとしたとき、このＡとＢを次の関係とすることにより、現像リーク等の不具合を良好に防止し、黒点画像や白帯や黒帯といった画像不良、瞬間的にバイアス出力が落ちる等の回路系の不具合などを防止した現像装置を提供することができる。
１．１Ａ ≦ Ｂ ≦ １．３Ａ

ここで、前述したように、交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源７ｂで形成した交番電界と同周波数で逆位相、かつ、デューティ比を逆転させた矩形波による交番電界を印加する交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源８ｂを、磁気ローラ１に設けて、図１０に示すようにして、磁気ローラ１及び現像ローラ２に交番バイアスを印加しつつ、磁気ローラ１と現像ローラ２とのギャップを変化させてみた。その結果を図１１に示す。ここでは、現像ローラ２に印加する交流バイアスでは、Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ、デューティー比＝２７％として、磁気ローラ１に印加する交流バイアスにおいては、Ｖｐｐ＝０．５ｋＶとした（なお、磁気ローラと穂切りブレードとのギャップは０．５ｍｍとした）。

なお、比較のため、磁気ローラ１に交番バイアスを印加しない状態で（つまり、現像ローラ２のみに交番バイアスを印加して）、磁気ローラ１と現像ローラ２とのギャップを変化させてみた。その結果を図１２に示す。

図１１及び図１２において、○印は良好な状態、×印は不良、△印は良（まずまず）の状態を示しており、図１２においては、ローラ間ギャップ０．３６ｍｍ以下で、現像剤の漏れ（剤漏れ）が発生するとともにリークが生じる。一方、ローラ間ギャップが０．４５ｍｍ以上となるとゴーストが発生する。ローラ間ギャップ０．３６ｍｍ〜０．６０ｍｍの範囲でスリーブ付着（トナーの現像ローラへの残留）はほぼ満足できるものであった。

図１１においては、ローラ間ギャップが０．３６ｍｍ以下であると、現像剤漏れが発生するものの、リーク、ゴースト、及びスリーブ付着ともに、ローラ間ギャップが０．３６ｍｍ〜０．６０ｍｍでほぼ満足できるものであり、ローラ間ギャップを０．３８ｍｍ〜０．５５ｍｍ（ローラ間ギャップをブレードギャップの０．７６倍〜１．１０倍）とすれば、剤漏れ、リーク、ゴースト、及びスリーブ付着ともにほぼ良好な状態とすることができる。そして、好ましくは、ローラギャップを０．４５ｍｍ〜０．５０ｍｍ（ローラ間ギャップをブレードギャップの０．９０倍〜１．００倍）とすれば、剤漏れ、リーク、ゴースト、及びスリーブ付着ともに常に良好な状態とすることができる。

このことは、現像装置の製造において、現像ローラ２と磁気ローラ１とのギャップを厳密に規定する必要がないことになって、製造が容易となってコスト削減に繋がることになる。なお、磁気ロール１にＶｐｐ＝３００Ｖ以上の交番バイアスを印加すると、ゴーストが生じなくなり、Ｖｐｐ＝５００Ｖを越えると、磁気ブラシが短くなってもゴーストを防止できることが確認できた。

さらに、磁気ローラ１と現像ローラ２とのギャップを０．４０ｍｍとして、前述のように、磁気ローラ１及び現像ローラ２に交番バイアスを印加して、磁気ローラ及び現像ローラへの電流流れ込みを調べた。なお、比較のため、磁気ローラ１に交番バイアスを印加しない状態で、磁気ローラ１及び現像ローラ２への電流流れ込みを調べた。その結果を図１３に示す。

図１３を参照して、ここでは、磁気ローラ１及び現像ローラ２に印加する交番バイアスのＶｐｐを変化させて、その流れ込み電流値を調べた。図１３において、曲線Ｌ１及びＬ２はそれぞれ磁気ローラ１に交番バイアスを印加しない状態における磁気ローラ及び現像ローラへの流れ込み電流値を示し、曲線Ｌ３及びＬ４はそれぞれ磁気ローラ１及び現像ローラ２に交番バイアスを印加した状態における磁気ローラ及び現像ローラへの流れ込み電流値を示す。

図１３から容易に理解できるように、曲線Ｌ３及びＬ４においては、ギャップを変更することなく、磁気ローラ及び現像ローラへの流れ込み電流値が増加していることが分かる（例えば、磁気ローラへの流れ込み電流値は０．５ｍＡから０．７ｍＡ程度に増加している）。つまり、磁気ローラ及び現像ローラへの流れ込み電流値を増加させることができることになる。なお、測定に当っては、穂切りブレード（磁性ブレード）と対向する磁気ローラの磁極による磁力を４７０Ｇとして、ブレードギャップにおける現像剤搬送量を２０〜３０ｍｇ／ｍｍ^２とした。また、磁気ローラへの流れ込み電流とは、磁気ローラと現像ローラ間に流れ込む電流を意味し、現像ローラへの流れ込み電流とは、現像ローラに対して感光体ドラムと磁気ローラから流れ込む電流を意味する。

本発明によれば、現像装置を複雑にすることなく現像ローラと感光体との間に形成する交番電界と、現像ローラ及び磁気ローラに印加する直流バイアスなどのバランスを容易に取ることができ、現像ローラ上にトナー層が良好に形成されてゴーストが少なくなると共に現像ローラへのトナー付着が防止でき、濃度低下などの問題を解決することができる現像装置を提供することができる。

本発明になる画像形成装置における現像装置の現像ローラと磁気ローラのそれぞれへ印加する交番バイアスと直流バイアスを示した図である。 現像ローラに交番バイアスと直流バイアスを、磁気ローラに直流バイアスを印加したときの作用を説明するための図である。 現像ローラに印加した交番バイアスと直流バイアスと感光体電位との関係を説明するための図である。 現像ローラに印加する交番バイアスと直流バイアスをそのままにして、磁気ローラに印加する直流バイアスの電圧を高くしたときの作用を説明するための図である。 現像ローラと磁気ローラに印加する直流バイアス電圧をそのままに、現像ローラに印加する交番バイアスのピーク間電圧を高くしたときの作用を説明するための図である。 現像ローラに印加する直流バイアス電圧をそのままに、現像ローラに印加する交番バイアスのピーク間電圧を高くしたときの現像ローラと感光体電位との関係を説明するための図である。 現像ローラに印加する交番バイアスと直流バイアス、及び磁気ローラへ印加する直流バイアスを一定として磁気ローラへ印加する交番バイアスのピーク間電圧を変化させたときのゴースト、リーク、画像濃度の状態を調べた表である。 本発明になる画像形成装置における現像装置の模式図である。 本発明の現像装置を有する画像形成装置の一実施例の模式図である。 磁気ローラ及び現像ローラに印加される交番バイアスを示す図である。 磁気ローラ及び現像ローラに交番バイアスを印加して、磁気ローラと現像ローラとのギャップを変化させた際の現像剤漏れ、リーク、ゴースト、及びスリーブ付着の状態を調べた結果を示す図である。 現像ローラのみに交番バイアスを印加して、磁気ローラと現像ローラとのギャップを変化させた際の現像剤漏れ、リーク、ゴースト、及びスリーブ付着の状態を調べた結果を示す図である。 磁気ローラ及び現像ローラに交番バイアスを印加した場合と現像ローラのみに交番バイアスを印加した場合の磁気ローラ及び現像ローラへの流れ込み電流値を示す図である。

符号の説明

１ 磁気ローラ
２ 現像ローラ
３ 感光体（静電感光体）ドラム
４ キャリア
５ トナー
６ トナー薄層
７ａ 直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ１電源
７ｂ 交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ１電源
８ａ 直流（ＤＣ）バイアスＶ_ｄｃ２電源
８ｂ 交流（ＡＣ）バイアスＶ_ａｃ２電源
９ 穂切りブレード
１０ 磁気ブラシ
１８ Ｖマグロール（ｍａｘ）とＶスリーブ（ｍｉｎ）との電位差
１９ Ｖスリーブ（ｍａｘ）とＶマグロール（ｍｉｎ）との電位差

Claims (2)

1. 内部に固定された磁極部材によりキャリアとトナーとを有する２成分現像剤で形成した磁気ブラシを保持する磁気ローラと、前記磁気ブラシによる摺擦でトナー層を担持する現像ローラと、該現像ローラに矩形波からなる交番電界を形成する第１の電源とを有し、前記交番電界により、前記現像ローラ上に形成されたトナー層から飛翔させたトナーで前記感光体上の潜像を現像する画像形成装置における現像装置において、
   前記第１の電源で形成された交番電界と同周波数で逆位相、かつ、デューティ比を逆転させた矩形波からなる交番電界を前記磁気ローラに形成する第２の電源を設けたことを特徴とする画像形成装置における現像装置。
2. 前記現像ローラに直流バイアスを印加する第３の電源を設け、該第３の電源におけるバイアス電圧を、前記磁気ローラに形成された交番電界の最小電圧より大きくしたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における現像装置。
   

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