JP3041173B2

JP3041173B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3041173B2
Application number: JP5270000A
Authority: JP
Inventors: 勝日比野; 健一郎脇; 幸雄永瀬; 啓之鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: US5576812A; JPH07104579A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法あるいは静
電記録法などにより形成された静電潜像を現像する現像
装置を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真感光体などの像担持体上
に形成された潜像を現像するに際し、各種２成分現像剤
が使用されていた。特に非磁性トナーと磁性キャリアを
有する２成分現像剤は、磁気ブラシ現像方式などにてコ
ンパクトかつ効果的な現像を可能とする。磁気現像とし
ては、磁性トナーを用いた１成分現像剤が用いられる
が、１成分現像剤は、黒色の磁性体を含有するために所
望の色を得ることが困難であり、そのためカラー画像の
形成には上記２成分現像剤を用いる方式の方が優れてい
る。

【０００３】図２２を参照して、従来の２成分現像装置
の一例について説明する。

【０００４】像担持体である感光ドラム１０３の表面上
に形成された潜像が現像器１０１と対向する。現像器１
０１の現像容器１３６内には現像剤Ｄが収容されてお
り、この現像剤Ｄは非磁性の現像スリーブ１２２内の固
定マグネット１２３の磁力によって、現像スリーブ１２
２上に担持される。現像剤Ｄは現像スリーブ１２２の回
転により、キャリア返し１２６と規制ブレード１２４に
よって現像スリーブ１２２表面上にコートされ、感光ド
ラム１０３との対向部（現像部）に搬送される。現像剤
Ｄは８μｍの非磁性トナーと５０μｍの磁性キャリアか
らなり、現像部では固定マグネット１２３の磁力により
穂立ちし、図示しない電源から現像スリーブ１２２に印
加された交流バイアスによって感光ドラム１０３の潜像
がトナーにより現像される。現像部を通り過ぎた現像剤
は再び現像容器１３６に取り込まれ、スクリュー１６１
によって撹拌搬送される。

【０００５】以上のような２成分現像剤を用いた磁気ブ
ラシ現像方式は現像に寄与する現像剤を十分に現像する
ことができるので高画像濃度を得ることができるが、現
像極位置において磁気ブラシの穂が粗であるため、特に
ハイライト、ハーフトーン濃度領域においてガサツキの
ある画像となることが多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ハイライト、ハーフト
ーン濃度領域におけるガサツキを少なくするための方法
として、現像領域の磁気ブラシを緻密にした２成分現像
方式が考えられる。また、全濃度領域において高濃度の
最終画像を得るための方法として、磁性キャリアの粒径
を小さくして、Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比を向上させる２成分現
像方式（粒径を小さくすることにより、また、磁気ブラ
シ密度もアップ傾向がある）が考えられる。

【０００７】また、穂を密にするために最も効果的な方
法は、現像極位置における磁場中で、磁性キャリアの単
位体積当りの磁化の大きさ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）を小さく
する方法であることが知られているが、この場合、磁性
キャリアが現像剤支持手段上に拘束される力が弱まり、
キャリア引きが生じやすくなる。尚、キャリアの粒径を
小さくした場合も、キャリア１個当りの磁化の大きさ
（ｅｍｕ／個）が小さくなり、キャリア引きが生じやす
くなる。穂を緻密にした場合には、逆に磁気ブラシの下
層部のトナーが現像に寄与できなくなり、画像濃度が低
下するといった問題点も生じる。

【０００８】従って、本発明の目的は、磁性キャリアの
単位体積当りの磁化の大きさを小さくすることにより、
ハイライト、ハーフトーン濃度領域におけるガサツキを
解消するとともに、これに伴う弊害をもあわせて解消す
ることのできる２成分現像装置を備えた画像形成装置を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
潜像を担持する像担持体と、トナー及びキャリアを含む
２成分現像剤を搬送する現像剤支持手段と、該現像剤支
持手段の内部に設けられた磁界発生手段とを有し、前記
像担持体と前記現像剤支持手段との対向部で、前記２成
分現像剤により前記像担持体上の潜像を現像する画像形
成装置において、前記現像剤支持手段及び前記像担持体
の作動時に、前記キャリアが前記像担持体に接触する全
領域にて、磁界の強さの絶対値の、前記現像剤支持手段
の接線方向への増加率を、磁界の強さの絶対値の、前記
現像剤支持手段の法線方向への増加率の５０％以上とす
ることを特徴とする画像形成装置である。

【００１０】好ましくは、前記キャリアが前記像担持体
に接触する領域内に、前記現像剤支持手段の面に垂直な
方向の磁場の強さのピーク位置が含まれる。

【００１１】

【００１２】前記像担持体の内部に、現像磁極と同極の
磁界発生手段を、前記現像剤支持手段と前記像担持体と
の最近接部に位置する現像磁極の対向部より、５〜１０
°、前記現像剤支持手段の回転方向上流側に固定配置す
ることが好ましい。

【００１３】また、好ましくは、前記像担持体上に形成
された潜像はドット潜像である。

【００１４】前記ドット潜像は画像濃度値に対応して１
画素当りの光源の発光時間を変調して形成することが好
ましい。

【００１５】また、磁界の強さ１０００ガウスにおける
磁化の大きさが１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ 以下の磁性キャリ
アを用いることが好ましい。

【００１６】好ましくは、前記像担持体上の潜像を現像
するときに、交流バイアスを重畳した直流バイアスを印
加する。

【００１７】前記像担持体と前記現像剤支持手段との対
向部の現像領域における、磁界の強さの絶対値が、現像
剤の搬送方向に対し、現像領域前半で前記現像剤支持手
段の接線方向に弱まり、かつ前記現像領域後半で強まる
ことが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置の実施例を
図面に則して更に詳しく説明する。

【００１９】実施例１図１ないし図１６を参照して本発明による画像形成装置
の第１の実施例について説明する。

【００２０】図２に代表的な電子写真方式のカラープリ
ンタを示す。このプリンタは、矢印方向に回転する像担
持体としての感光ドラム３を備え、該感光ドラム３の周
囲には、帯電器４、現像器１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫを
備えた回転現像装置１、転写用放電器１０、クリーニン
グ手段１２及び感光ドラム３の図面上方に配設しレーザ
ービームスキャナなどからなる画像形成手段が配設され
る。

【００２１】カラープリンタ全体のシーケンスについ
て、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する
と、まず、感光ドラム３は帯電器４によって均等に帯電
される。次に、原稿（図示せず）の、マゼンタ画像信号
により変調されたレーザ光Ｅにより感光ドラム３上に潜
像が形成され、その後、予め現像位置に定置されたマゼ
ンタ現像器１Ｍによって潜像の現像が行われる。

【００２２】一方、給紙ガイド５ａ、給紙ローラー６、
給紙ガイド５ｂを経由して進行した転写材は、所定タイ
ミングに同期してグリッパ７により保持され、当接用ロ
ーラー８とその対向極によって静電的に転写ドラム９に
巻き付けられる。転写ドラム９は、感光ドラム３と同期
して図示矢印方向に回転しており、マゼンタ現像器１Ｍ
で現像された顕画像は、転写部において転写帯電器１０
によって転写材に転写される。転写ドラム９はそのま
ま、回転を継続し、次の色（図２においてはシアン）の
転写に備える。

【００２３】一方、感光ドラム３は、帯電器１１により
除電され、クリーニング手段１２によってクリーニング
され、再び帯電器４によって帯電され、次のシアン画像
信号によって上記のような露光を受ける。この間に現像
装置１は回転して、シアン現像器１Ｃが所定の現像位置
に定置されていて所定のシアン現像を行う。

【００２４】続いて、以上のような工程をそれぞれイエ
ロー及びブラックに対して行い、４色分の転写が終了す
ると、転写材上の４色顕像は各帯電器１３、１４により
除電され、前記グリッパ７を解除するとともに、分離爪
１５によって転写ドラム９より分離され、搬送ベルト１
６によって定着器（熱圧ローラー定着器）１７に送ら
れ、一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所
定のフルカラープリント画像が形成される。

【００２５】なお、露光手段を形成する上記レーザービ
ームスキャナは、図３に示すように、半導体レーザー部
１０２、高速回転するポリゴンミラー１０５、ｆ−θレ
ンズ１０６から成っており、該半導体レーザー部１０２
は、画像読み取り装置の電子計算機などによって演算出
力される時系列のデジタル画像信号の入力を受けて、そ
の信号に対応してＰＷＭ変調されたレーザービームを発
振し、感光ドラム３面を露光する。

【００２６】図３を参照して、更に詳しく説明すると、
光源部であるレーザー光源としての固体レーザー素子１
０２は、レーザー光を発生するための発光信号を送る発
光信号発生器であるレーザードライバー５００に接続さ
れ、該レーザードライバーの発光信号に応じて明滅す
る。固体レーザー素子１０２から放射されたレーザー光
束はコリメーターレンズ系１０３にて略平行光とされ
る。該コリメーターレンズ系１０３は、後述する焦点調
整手段１０４によりレーザー光の光軸方向である矢印Ａ
方向に所定量だけ移動可能となっている。

【００２７】ポリゴンミラー、即ち、回転多面鏡１０５
は、矢印Ｂ方向に一定速度で回転することにより、コリ
メーターレンズ系１０３から放出された平行光を反射し
て所定方向の矢印Ｃ方向に走査する。回転多面鏡１０５
の前方に設けたｆ−θレンズ群１０６（１０６ａ、１０
６ｂ、１０６ｃ）は、該多面鏡１０５により偏向された
レーザー光束を被走査面、即ち感光ドラム３上の所定位
置に結像するとともにその走査速度を被走査面上におい
て等速とする。

【００２８】レーザー光束Ｌは反射鏡１０７を介して検
出手段としてのＣＣＤ（固体撮像素子）１０８上に導か
れ、かつ被走査面としての感光ドラム３上に走査され
る。ＣＣＤ１０８は矢印Ｃ方向に多数個の光検出距離を
感光ドラム３面と光源部に対して光学的にほぼ等価な位
置に配列して構成されている。また、ＣＣＤ１０８はレ
ーザードライバー５００及び焦点調整手段１０４を制御
する制御部１００に接続してある。

【００２９】また、画像処理部１１１が上記レーザード
ライバー５００及び制御部１００に接続されている。

【００３０】以上の構成において、所望の画像を形成す
る場合、先ず画像処理部１１１から制御部１００に画像
出力信号Ｐを入力するとともに、レーザードライバー５
００に画像信号Ｓを入力し、所定タイミングで固体レー
ザー素子１０２を明滅させる。

【００３１】固体レーザー素子１０２から放射されたレ
ーザー光はコリメーターレンズ系１０３により略平行光
に変換され、更に、矢印Ｂ方向に回転する回転多面鏡１
０５により矢印Ｃ方向に走査されるとともにｆ−θレン
ズ群１０６により感光ドラム３上にスポット状に結像さ
れる。そして、このようなレーザー光束Ｌの走査により
感光ドラム３表面には画像一走査分の露光分布が形成さ
れ、更に、各走査毎に感光ドラム３を所定量回転して該
ドラム３上に画像信号Ｓに応じた露光分布を有する潜像
を形成し、周知の電子写真プロセスにより転写材上に顕
画像として記録する。

【００３２】上記画像出力信号Ｐは画像信号Ｓより先だ
って画像処理部１１１より出力され、画像信号Ｓの出力
が終了した後に出力が終了する。また制御部１００は画
像処理部１１１から画像出力信号Ｐが入力されている間
動作を停止している。その為、画像形成動作中は画素の
大きさ、コントラストを一定に保つことができる。

【００３３】次に、レーザー光束Ｌの焦点位置調整手段
１０４の動作について説明する。

【００３４】先ず、制御部１００より作動信号をレーザ
ードライバー５００に入力し、該レーザードライバー５
００から、図４（ａ）に示すような一定間隔でオン、オ
フする矩形波を所定期間発生させ、固体レーザー素子１
０２をこの信号に応じて明滅させる。固体レーザー素子
１０２からのレーザー光は、上記したように走査される
とともに、反射鏡１０７により反射され、感光ドラム３
と光学的に等価な位置に配設したＣＣＤ１０８上に投
影、走査される。

【００３５】制御部１００は、ＣＣＤ１０８上をレーザ
ー光束Ｌが走査する前にＣＣＤ１０８各画像の蓄積電荷
をリセットし、１ラインのスポット走査によりＣＣＤ１
０８の各画素に電荷が蓄積された後にこの電荷を電気信
号として読み出す。

【００３６】固体レーザー素子１０２からレーザー光を
明滅して１回走査すると、ＣＣＤ１０８は感光ドラム３
と光学的等価な位置にあるので、ＣＣＤ１０８面上の露
光分布は、レーザー光束Ｌのスポット径に応じた強弱の
分布形状を示す。従って、ＣＣＤ１０８の各画素の出力
は図４（ｂ）に示すような分布になり、その信号を制御
部１００に送出する。制御部１００においては、ＣＣＤ
１０８の出力の最大値をθ_max 、最小値をθ_min とし
て、コントラストＶをＶ＝（θ_max −θ_min ）／（θ_max ＋θ_min ）・・・・・（１）の式により、算出、測定する。

【００３７】この場合、走査方向のスポット径が小さく
なるほどコントラストＶは大きくなるので、予め設定し
た値Ｖ₀ と（１）の式により算出したＶとを比較してＶ
が所定値Ｖ₀ と等しくない場合には、制御部１００から
焦点調整手段１０４へ駆動信号を送出してコリメータ系
１０３を矢印Ａ方向へ所定量移動させる。そして、該コ
リメータレンズ系１０３を移動させた位置でそれぞれ上
記コントラストＶを測定し、この値とＶ₀ が等しくなる
位置でコリメータレンズ系１０３を固定すれば、光学系
Ｖ₀ の焦点ズレを補正してレーザー光束Ｌの走査スポッ
ト系を最小にすることができる。

【００３８】図５はパルス幅変調回路の一例を示す回路
ブロック図、図６はパルス幅変調回路の動作を示すタイ
ミングチャートである。図５において、４０１は８ビッ
トのデジタル画像信号をラッチするＴＴＬラッチ回路、
４０２はＴＴＬ論理レベルを高速ＥＣＬ論理レベルに変
換するレベル変換器、４０３はＥＣＬ論理レベルをアナ
ログ信号に変換するＤ／Ａコンバーターである。４０４
はＰＷＭ信号を発生するＥＣＬコンパレーター、４０５
はＥＣＬ論理レベルをＴＴＬ論理レベルに変換するレベ
ル変換器、４０６はクロック信号２ｆを発振するクロッ
ク発振器、４０７はクロック信号２ｆに同期して略理想
的三角波信号を発生する三角波発生器、４０８はクロッ
ク信号２ｆを１／２分周して画像クロック信号ｆを作成
している１／２分周期である。これによりクロック信号
２ｆは画像クロック信号ｆの２倍の周期を有しているこ
ととなる。尚、回路を高速動作させるために、随所にＥ
ＣＬ論理回路を配している。

【００３９】かかる構成からなる回路動作を、図６のタ
イミングチャートを参照して説明する。信号ａはクロッ
ク信号２ｆ、信号ｂは画像クロック信号ｆを示してお
り、図示のごとく画像信号と関係付けてある。また、三
角波発生器４０７内部においても、三角波信号のデュー
ティ比を５０％に保つため、クロック信号２ｆを一旦１
／２分周してから三角波信号ｃを発生させている。更
に、この三角波信号ｃはＥＣＬレベル（０〜−１Ｖ）に
変換されて三角波信号ｄになる。

【００４０】一方、画像信号は００ｈ（白）〜ＦＦｈ
（黒）まで例えば２５６階調レベルで変化する。尚、記
号”ｈ”１６進数表示を示している。そして画像信号ｅ
はいくつかの画像信号値についてそれらをＤ／Ａ変換し
たＥＣＬ電圧レベルを示している。例えば、第１画素は
最高濃度画素レベルのＦＦｈ、第２画素は中間調レベル
の８０ｈ、第３画素は中間調レベルの４０ｈ、第４画素
は中間調レベルの２０ｈの各電圧を示している。コンパ
レーター４０４は三角波信号ｄと画像信号ｅを比較する
ことにより、形成すべき画素濃度に応じたパルス幅（時
間長）Ｔ、ｔ₂ 、ｔ₃ 、ｔ₄ 等のＰＷＭ信号を発生す
る。低濃度画素に対応するパルス幅程狭くなる。そして
このＰＷＭ信号は、ＯＶ又は５ＶのＴＴＬレベルに変換
されてＰＷＭ信号ｆになりレーザードライバ回路５００
に入力される。

【００４１】尚、図５の回路においてラッチ回路４０１
の前段部には図示しないルックアップテーブルが設けら
れている。このルックアップテーブルは画像データのγ
補正した結果のデータが格納されたメモリーで、１画素
８ビットの画像信号をアドレスデータとしてメモリーを
アクセスし、所望のγ補正されたデータの画像信号を出
力せしめる。通常は１画素中特定の１つのγ補正テーブ
ルを１画面中で切り替え使用することができる。つま
り、ビームによるライン走査毎に、例えば３種類のテー
ブルを順次繰り返し使用し、副走査方向のγ補正をライ
ン毎に変化させ階調補正することができる構成となって
いる。

【００４２】また、ルックアップテーブルは、各色、例
えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のト
ナー固有の濃度に影響されないように、トナーの濃度が
低い場合には、所謂、たったγテーブルが設定され、濃
度が高い場合にはその逆の特性のγテーブルが設定され
ていて、各形成毎に設けられているが、斯かるルックア
ップテーブルの前段には各色トナーの色のにごりを補正
するために非線形式マスキング回路、例えば２次色マス
キング回路を設けることができる。

【００４３】上述のＰＷＭ方式によると、１画素毎にド
ットの面積階調を行い、記録すべき画素密度を低下させ
ることなく同時に中間調を表現できることに特徴があ
る。

【００４４】以下に本発明の特徴部分について実施例に
即して更に説明する。尚、以下に示す図７は図２の裏側
から見た図である。図７は、図２で示したレーザービー
ムプリンターに使用される回転式現像装置１の一つの現
像器付近の拡大図であり、現像器は感光ドラム１に対向
した現像位置に配置されている。

【００４５】現像装置１は例えば、感光体、誘電体など
の潜像担持体３上に電子写真法、静電記録法などによっ
て形成された潜像を現像するものであって、これは現像
容器２２、現像剤支持手段としての現像スリーブ２３、
現像剤層規制部材としてのブレード２４などを含んで構
成される。即ち、現像容器２２の潜像担持体３に近接す
る位置には開口部が形成されており、この開口部に上記
現像スリーブ２３が回転可能に設けられており、該現像
スリーブ２３の上方に上記ブレード２４が所定間隔をお
いて取付けられている。

【００４６】なお、上記現像スリーブ２３は非磁性体材
料で構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転す
る。現像スリーブ２３の内部には磁界発生手段である磁
石２５が固定されており、磁石２５は現像スリーブ２３
から感光ドラム２３に現像剤を付与して潜像を現像する
現像位置近傍に磁界を形成して現像剤の磁気ブラシを形
成する現像磁極Ｎ２と現像剤８０を搬送する磁極Ｓ１、
Ｓ２、Ｎ１、Ｎ３とを有する。

【００４７】また、ブレード２４はアルミニウム（Ａ
ｌ）、ＳＵＳ３１６等の非磁極性材料にて構成され、こ
れは前述のごとく現像スリーブ２３の表面との間に所定
の隙間を設けて取付けられ、この隙間は現像スリーブ２
３上を現像部へと搬送される現像剤８０の量、具体的に
は現像スリーブ２３上の現像剤８０の厚さを規制する。
従って、本実施例においては、ブレード２４の先端部と
現像スリーブ２３の表面との間を非磁性トナーと硬強磁
性粒子の双方を有する現像剤が通過して現像部へと送ら
れる。

【００４８】ブレード２４によって規制された現像剤８
０は現像位置において感光ドラム２に接触するような厚
みである。現像剤８０は後述するが非磁性トナー８１と
軟強磁性粒子（キャリア）８２とからなる２成分現像剤
である。この現像剤８０はＮ２極の現像部へと搬送さ
れ、現像スリーブ２３に保持されたまま搬送磁極Ｓ２へ
と搬送され、Ｎ３極まで搬送されると、Ｎ３極とＮ１極
とにより形成される反発磁界により、Ｎ３極に滞留した
現像剤は図面に示さない現像剤剥離手段により、攪拌搬
送スクリュウ２０の位置まで掻き落とされる。充分に攪
拌され均一になった現像剤は、図面に示さない現像剤供
給手段によって、再び現像スリーブ２３の近傍に運ば
れ、磁石２５のＮ１極に磁気的に吸引される。

【００４９】次に、本発明における現像剤について説明
する。本発明に好適に使用される現像剤８０は、非磁性
トナー８１と軟強磁性粒子（キャリア）８２とからなる
２成分現像剤である。

【００５０】本発明に於いてトナーは着色樹脂粒子（結
着樹脂、着色材、必要に応じてその他添加剤を含む）そ
のもの、及びコロイダルシリカ微粉末のごとき外添剤が
外添されている着色粒子を含有している。本実施例にお
いては負帯電性のポリエステル系樹脂で体積平均粒径が
８μｍのトナーを用いている。

【００５１】本発明に適用される磁性粒子としては、例
えば、表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバル
ト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれら
の合金または酸化物フェライトなどが使用され、これら
磁性粒子の製造法は、とくに制限されない。また上記磁
性粒子８２として重量平均粒径が２０〜１００μｍ、好
ましくは３０〜７０μｍで、抵抗値が１０７Ωｃｍ以
上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上のものを用いた。本実
施例では図８に示す様な磁気特性を示す軟強磁性（ソフ
トフェライト）キャリアを用いた。

【００５２】なお、本実施例においては、負帯電性のト
ナーを用い、暗電位を−７００Ｖ、明電位を−２００Ｖ
とし、現像スリーブ２３を交番電圧（周波数２０００Ｈ
ｚ、Ｖｐｐ２０００Ｖの交番電圧に直流電圧−５５０Ｖ
を重畳した）を印加し反転現像を行った。即ち、コント
ラスト電圧が３５０Ｖ、カブリとり電圧が１５０Ｖとな
る。

【００５３】像担持体としての感光ドラム３の外径はφ
８０ｍｍ、現像スリーブ２３の外径はφ３２ｍｍ、現像
スリーブ２３と規制ブレード２４との間隔を５００μ
ｍ、感光ドラム３の周速を１６０ｍｍ／ｓ、現像スリー
ブ２３の周速を２８０ｍｍ／ｓとした。

【００５４】以上において、体積平均粒径は１００μｍ
のアパーチャーを使用し、コールターカウンターＴＡ−
ＩＩを使用して測定した。

【００５５】即ち、測定装置としてはコールターカウン
ターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均
分布、体積平均分布を出力するインターフェース（日科
機製）及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キャノン
製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１
％ＮａＣｌ水溶液を調整する。

【００５６】測定方法としては上記電解水溶液１００〜
１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはア
ルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、更に測
定資料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解
液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上記
コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャ
ーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍ
の粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こ
れら求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。

【００５７】なお、磁性粒子の抵抗値の測定は測定電極
面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイ
プのセルを用い、片方の電極に１ｋｇ重量の加圧下で、
両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に
流れた電流から磁性粒子の抵抗値を得るといった方法を
とっている。

【００５８】また、磁性粒子の磁化の測定は、理研電子
株式会社の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置ＢＨＨ−５
０により、最大１００００エルステッドの磁場中に置か
れた磁性粒子の磁化を測定し、記録紙に描かれた磁気特
性に基づいて求めた。

【００５９】ところで、前述のように、ハイライト、ハ
ーフトーン濃度領域におけるガサツキをなくすために現
像スリーブ上の磁気ブラシ密度を高めることが有効であ
ることが知られている。ドット潜像を現像する場合、ア
ナログ潜像に比べて潜像がシャープである反面、局所的
な潜像となるために、磁気ブラシの穂に対応したムラ
（ガサツキ）がより発生し易くなる。よって、ドット潜
像を現像する際にはより磁気ブラシの穂が密であること
が望まれる。現像スリーブ上の磁気ブラシ密度を変化さ
せる方法としては、磁性キャリアの磁気特性を変化させ
るものがある。具体的には現像磁極の磁場により磁化さ
れる、磁化キャリアの磁化の大きさを小さくする方法で
ある。これはキャリアとして、ソフトフェライトを用い
た場合、透磁率を小さくすることに相当する。図８に現
像磁極位置の磁場中で、磁性キャリアの単位体積当たり
の磁化の大きさ（以下σｄ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）と称す。
ｄは現像極の磁界の大きさを表わす）を変えたときの、
現像スリーブ上の磁気ブラシ密度（スリーブ上のもらし
量一定）を示す。ｄとしては、目安として１０００ガウ
スを考え、以後磁化の大きさとしてσ₁₀₀₀で評価する。
図８より明らかなように、σ₁₀₀₀の値を小さくするにつ
れ、磁気ブラシは緻密になる。

【００６０】次に、この方法によって変化させた磁気ブ
ラシ密度と出力画像の画像性（ハイライト・ハーフトー
ンのガサツキ感）、及びキャリア付着の度合いの関係
を、通常の２成分現像方式による、主走査方向２００ｄ
ｐｉ、副走査方向４００ｄｐｉの画像サンプルにて評価
した。それにより、次の表１に示すような結果を得た。

【００６１】

【表１】

【００６２】この方法によって磁気ブラシの穂を密にす
ると画像のガサツキ感は低減する。つまり表１を見る
と、単位体積当たりの磁化の大きさ、σ₁₀₀₀の値が小さ
くなる程、ガサツキのない良好な画像が得られることが
わかる。ところが、一方で、σ_dの値を小さくすること
により、現像極位置においてキャリアがスリーブ上に拘
束される力が弱まることになり、主として非画像部及
び、ハイライト部にキャリアが付着する。表１による
と、σ₁₀₀₀が１４０（ｅｍｕ／ｃｍ³）で若干のキャリ
ア付着が生じ、１５０（ｅｍｕ／ｃｍ³）以下で多量の
キャリア付着が生じていることがわかる。

【００６３】キャリア付着は、磁性キャリアに働く磁気
力が、静電気力よりも小さい場合、感光ドラム側に引き
付けられることにより発生する現象である。磁性キャリ
アには、マグネットローラーによる磁界により、現像ス
リーブ側に引きつける方向の磁気力ベクトルＦｂが働く
とともに、現像バイアスにより、感光ドラム側に引きつ
けられる方向の静電気力ベクトルＦｅ［（Ｖｐｐの、キ
ャリアが感光ドラム側に引きつけられる方向のピーク分
の電圧）＋（カブリとり電圧）］が働く。キャリアに働
く磁気力Ｆｂはキャリアの磁化をｍ（ｅｍｕ／ｃｍ
³ ）、キャリア１個の体積をＶ（ｃｍ³ ）、マグネット
ローラーによる磁界をＢ（ガウス）とすると、キャリア
１個に働く磁気力ベクトルＦｂ（ｄｙｎ／個）は、ベクトルＦｂ＝−∇（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）・・・・・ＣＧＳ単位系と表わせる。キャリアの磁化の向きは外部磁場の方向
（磁力線の方向）に沿う、即ち、ベクトルｍ／／ベクト
ルＢであるから、同じ帯電量のキャリアでも、同じ大き
さの磁場中で磁化ベクトルｍが小さいことにより、磁気
力が小さくなり、キャリア付着し易くなる。

【００６４】前述したようなソフトフェライトキャリア
の場合、図９に示す磁化の強さと外部磁場との関係を示
すグラフを見ても明らかなように、外部磁場が１０００
ガウス付近で磁化の強さが飽和している。従って、この
ような磁性キャリア１個が、１０００ガウス付近、或い
はそれ以上大きな磁場中に存在しているとき、磁気力ベ
クトルＦｂは、スリーブに垂直な方向に働く力（ベクト
ルＦｒ）と平行な方向に働く力（ベクトルＦθ）に分割
して考えることができ、ｒをスリーブ面からの垂直方向
に発散する方向の距離（ｃｍ）とすると、キャリア１個
当たりに、スリーブ面に垂直な方向に働く磁気力は、ベクトルＦｒ（ｄｙｎ／個）＝−ｄ／ｄｒ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）＝−Ｖｄ／ｄｒ（｜ベクトルｍ｜｜ベクトルＢ｜）＝−Ｖ｜ベクトルｍ｜ｄ／ｄｒ｜ベクトルＢ｜・・・ＣＧＳ単位系となり、｜ベクトルｍ｜をgradiant（勾配）の前に出す
ことができる。この力の大きさは、磁場の強さの絶対値
の、スリーブ面に垂直な方向の勾配に比例しており、力
の方向は現像ローラーの中心に向かう方向である。同様
にして接線方向に働く磁気力は、θを現像剤の搬送方向
（スリーブの回転方向）を正として、ベクトルＦθ（ｄｙｎ／個）＝１／ｒｄ／ｄθ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）＝Ｖ／ｒｄ／ｄθ（｜ベクトルｍ｜｜ベクトルＢ｜）＝Ｖ／ｒ｜ベクトルｍ｜ｄ／ｄθ｜ベクトルＢ｜・・・ＣＧＳ系と表わすことができ、この力の大きさは、磁場の強さの
絶対値の、スリーブ面に平行な方向（接線方向）の勾配
に比例している。

【００６５】従って、同じ帯電量のキャリアを用いて、
ベクトルＦθの大きさが、ベクトルＦｒ或いはベクトル
Ｆｅの大きさに比べて小さいとき、現像スリーブ、感光
ドラム作動時（回転時）における接触ＮＩＰ（ニップ：
キャリアが感光ドラムに接触している領域）内でキャリ
ア付着が開始するのは｜ベクトルＦｅ｜＞｜ベクトルＦｒ｜となったときである。

【００６６】接触ＮＩＰは、感光ドラムに両面テープを
張り付けて、両面テープから５００μｍのギャップで現
像スリーブを対向させ、感光ドラムを静止させたまま、
現像スリーブを２８０ｍｍ／ｓで３秒間回転させたとき
にテープに付着した現像剤から測定する。よって、この
とき、現像スリーブ、感光ドラム作動時における、接触
ＮＩＰ内（キャリアがドラムに当接している領域）全般
に於いて、ベクトルＦｒの大きさが同じで、ベクトルＦ
ｒと同等、或いはそれ以上の大きさのベクトルＦθが、
現像剤の搬送方向に働けば（現像剤搬送方向と逆方向の
力が働けば、現像剤は現像領域前半に滞留する）、σ
₁₀₀₀の大きさを下げたキャリアを用いても、上記の現像
バイアス構成で、キャリア付着を回避することができ
る。

【００６７】そこで、本発明を実現する構成は、感光ド
ラムと現像ローラーの最近接部である、現像領域の接触
ＮＩＰにおいて、磁界の強さの絶対値が、現像スリーブ
の接線方向（現像剤搬送方向）に強まる構成、即ち、磁
性キャリアを現像スリーブ面に垂直な方向に引きつける
磁気的な力を保ったまま、現像スリーブの回転方向（現
像剤の搬送方向）接線方向に働く磁気的な力を大きくす
る構成となっている。

【００６８】具体的には、図１に示すように、感光ドラ
ム３の内部に、現像磁極と同極のマグネット３１を現像
スリーブ２３と感光ドラム３との最近接部に位置する現
像主極マグネット２３１の対向部（最近接部）より、５
〜１０°感光ドラムの回転方向上流側に固定配置してい
る。（図１は説明のための略図であり、現像ローラーと
感光ドラムの断面図である）。

【００６９】上記構成をしたときの磁力線分布は図１０
に示す通りとなる。尚、図１１は比較のための従来の構
成における磁力線分布である。

【００７０】図を見ても明らかなように、現像スリーブ
２３と感光ドラム３との最近接部に於いて、感光ドラム
３内にマグネットを入れた場合と入れない場合とで磁力
線分布が異なっている。上記のように感光ドラム３内に
マグネット３１を入れた場合には磁力線が歪み、現像ス
リーブ、感光ドラム作動時において、キャリアがドラム
に接触する領域（接触ＮＩＰ）が狭くなる。

【００７１】図１２は、上記のような配置をした時の、
現像ローラーの回転軸と感光ドラムの回転軸を結ぶ直線
上における、現像磁極マグネット２３１の中心からの、
現像磁極マグネット２３１単体、感光ドラム内部のマグ
ネット３１単体、そしてこれら２つのマグネット相互の
磁場の強さを表したもの（それぞれ、グラフ、、
）である。磁場の強さベクトルＢはベクトル量であ
り、スリーブ面に垂直な方向の磁場の強さベクトルＢｒ
とスリーブ回転方向の磁場の強さベクトルＢθとに分割
して取り扱うことができるが、図１２の磁場の場合はベ
クトルＢθの値が０であるので、以上のような取り扱い
ができる。現像磁極のマグネット単体のとき、現像スリ
ーブ表面での磁場の強さは１４００ガウスであり、感光
ドラム内部のマグネット単体のとき、感光ドラム表面で
の磁場の強さは−３００ガウスである。０ガウスは、感
光ドラム表面から感光ドラム内部に２．２ｍｍの位置で
ある。現像領域に於いて、感光ドラム近傍の磁場の強さ
の絶対値は１０００ガウス或いは少なくとも７００ガウ
ス以上のとき、キャリアの磁化はほぼ飽和しており、Ｆ
ｒの大きさは磁場の絶対値のスリーブ面に垂直な方向へ
の勾配に比例している。磁場の強さの絶対値が少なくと
も７００ガウス以上であるために本実施例の構成におい
ては、接触ＮＩＰ内に現像スリーブ面に垂直な方向の磁
場の強さのピーク位置を含んでいる。

【００７２】ここで、上記磁場の強さＢｒ、Ｂθの測定
方法の一例を図１３、図１４に示す。

【００７３】図１３は、現像スリーブ２３表面上位置に
おける、法線方向の磁束密度Ｂｒの測定方法を説明する
ためのもので、ベル社のガウスメーターモデル６４０を
用いて測定した。図中現像スリーブ２３は水平に固定さ
れ、現像スリーブ内の磁石ローラー２５は回転自在に取
付けられている。アクシャルプローブ５１が現像スリー
ブ２３とはごく微小の間隔を保って、かつ現像スリーブ
２３の中心とこのプローブ５１の中心がほぼ同一水平面
にあるようにして水平に固定され、ガウスメーター５０
と接続され、現像スリーブ２３表面上における磁束密度
を測定するものである。現像スリーブ２３と磁石ローラ
ー２５はほぼ同心円であり、現像スリーブ２３と磁石ロ
ーラー２５間の間隔はどこも等しいと考えてよい。従っ
て、磁石ローラー２５を回転させることにより、現像ス
リーブ２３上の位置における法線方向の磁束密度Ｂｒを
周方向すべてに対して測定することができる。

【００７４】図１４は、現像スリーブ２３表面上におけ
る接線方向の磁束密度Ｂθの測定方法を説明するための
もので、図１５の場合と同様に、現像スリーブ２３は水
平に固定され、現像スリーブ２３内の磁石ローラー２５
は回転自在に取付けられている。アクシャルプローブ５
１が現像スリーブ２３とはごく微小の間隔を保って、か
つ現像スリーブ２３の中心とこのプローブ５１の測定中
心がほぼ水平になるようにして鉛直に固定され、ガウス
メーター５０と接続され、現像スリーブ表面における接
線方向の磁束密度を測定するものである。図１３におい
て説明したと同様に、本例においても磁石ローラー２５
を矢印方向に回転させることにより、現像スリーブ表面
上における接線方向の磁束密度Ｂθを周方向すべてに対
して測定することができる。

【００７５】以上のように測定したＢｒ、Ｂθを用い
て、｜Ｂ｜＝√（Ｂｒ² ＋Ｂθ² ）が求まり、そのスリーブ面に垂直な方向への勾配が｜ベ
クトルＦｒ｜に比例していることになる。また同様にし
て、スリーブ面に平行な方向の勾配をとれば、それが｜
ベクトルＦθ｜に比例していることになる。

【００７６】図１５は、上記のような配置をした時の、
磁場の強さの絶対値の、スリーブ面に垂直な方向への勾
配、即ち、増加率（ベクトルＦｒに比例した大きさであ
る）を表している。図１６は、磁場の強さの絶対値の、
現像剤の搬送方向、即ちスリーブの回転方向への勾配、
即ち、増加率（ベクトルＦθに比例した大きさである）
を表している。図１５、図１６ともに横軸を現像スリー
ブの角度としており、回転方向は図の矢印方向、０度の
位置が現像スリーブと感光ドラムの最近接位置である。
縦軸は磁場の強さの絶対値の、それぞれ、現像スリーブ
面に垂直な方向（現像スリーブの中心に向かう向きを
正）、現像スリーブの回転方向（現像剤の搬送方向に働
く力を正、現像剤の搬送方向と逆方向に働く力を負）へ
の勾配であり、単位は任意（ａ．ｕ．）である。接触Ｎ
ＩＰは０度を中心に約±１．５°であり、この領域にお
いてベクトルＦｒの大きさがほぼ同じで、ベクトルＦｒ
の大きさと同等、或いは少なくとも｜ベクトルＦｒ｜の
大きさの５０％以上のベクトルＦθが、現像剤の搬送方
向に働けば、σ₁₀₀₀の大きさを下げたキャリアを用いて
も、上記の現像バイアス構成でキャリア付着を回避する
ことができる。

【００７７】また、図１６のように、ベクトルＦθの大
きさが、現像スリーブと感光ドラムの対向部で、現像剤
の搬送方向に対し、現像領域の前半部（磁気ブラシは接
触していない領域）で、現像スリーブの接線方向に弱ま
り（現像剤の搬送方向と逆側の方向に力が働く）、現像
スリーブと感光ドラムの対向部から現像領域後半にかけ
ては、逆に現像剤搬送方向に強まる（現像剤搬送方向に
力が働く）構成をとることにより、現像スリーブの回転
により現像領域まで運ばれた磁気ブラシは、歪められた
磁力線に沿って、その形状を保ちながら、現像領域下流
側に飛翔する。その結果、現像領域において、磁気ブラ
シが動的状態で緻密になり、ガサツキが解消し、また、
トナーがパウダークラウド状態になり、磁気ブラシの下
層部のトナーも使われることになり、画像濃度の向上も
可能になる。

【００７８】本実施例では、σ₁₀₀₀：６０（ｅｍｕ／ｃ
ｍ³ ）、体積平均粒径３０μｍのキャリアを用いてい
る。現像スリーブには図示しない電源から交流バイアス
が印加され、本実施例ではＶｐｐ：２０００Ｖ、Ｆｒ
ｑ．２０００Ｈｚが印加されている。一般に２成分現像
法においては、交流バイアスを印加すると現像効率が増
し、画像は高品位になる。本実施例においてもこの交流
バイアスを印加することによって、更に穂のムラが目立
たなくなった。ところが、この現像バイアス方式はキャ
リア付着し易い方向である。本実施例のような構成にす
ることで、上記バイアス方式で、磁性キャリアとして、
σ₁₀₀₀が１５０（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）以下のキャリアを用
いても、キャリア付着を低減することができ、現像磁気
ブラシ密度を向上させたまま、ハイライトのガサツキが
なく、また画像濃度の向上を実現することができる。

【００７９】実施例２本実施例においては、現像装置における磁界発生手段と
してのマグネットのＮ２極、Ｓ２極の強さとそれらの配
置、及び感光ドラム内にマグネットを入れていない点に
おいて第１実施例と異なっている。

【００８０】図１７に示すように、本実施例の現像器
１’は、現像剤の搬送経路、撹拌等は第１実施例の現像
ローラーと同様であるが、Ｎ２極は、現像スリーブ２３
と感光ドラム３’との最近接位置から現像スリーブ２３
の回転方向上流側７°の位置に配置され、Ｓ２極は、現
像スリーブ２３と感光ドラム３’との最近接位置から、
現像スリーブの回転方向下流側１２°の位置に配置され
る。そして、Ｎ２極の現像スリーブ面に垂直な方向の磁
界の強さのピークの値の大きさを７００ガウスとし、Ｓ
２極の現像スリーブ面に垂直な磁界の強さのピークの値
の大きさを１５００ガウスとしている。

【００８１】また、２成分現像剤が感光ドラムに当接し
ている接触ＮＩＰは、現像スリーブ２３と、感光ドラム
３’との最近接位置から、現像スリーブ２３の回転方向
上、下流側７°の領域であり、磁場の強さの絶対値を少
なくとも７００ガウス以上にするために、本実施例の構
成においても、接触ＮＩＰ内に現像スリーブ面に垂直な
方向の磁場の強さのピーク値が含まれている。これによ
り、接触ＮＩＰ内において、磁界の強さが現像剤の搬送
方向に強まる構成となっている。

【００８２】以上のような構成により、２成分現像剤が
感光ドラムに当接している領域である接触ＮＩＰ内全域
において、磁界の強さの絶対値の現像スリーブの周方向
（２成分現像剤の搬送方向）への増加率を正とすること
ができ、キャリア付着を抑制することができる。

【００８３】実施例３第１実施例においては、２成分現像剤のキャリアとして
図９のような磁気特性を示す軟強磁性キャリアを用いた
が、本実施例においては図１８のようなヒステリシス特
性を示す硬強磁性キャリアを使用し、この硬強磁性キャ
リアが保磁力Ｈｃ及び残留磁化ρｒを有することを特徴
としている。

【００８４】硬強磁性キャリアは残留磁化ρｒを有する
ため外部磁化が弱まった状態（現像スリーブから離れた
状態）においてもある程度の磁化を持つためキャリア−
キャリア間の引き合う力、あるいはキャリアの現像磁極
に引きつけられる力が強くなり、軟強磁性キャリアに比
べてキャリア付着に対して有利となる。

【００８５】本実施例においては、潜像形成方法及び装
置構成については第１実施例と同様とし、現像剤のキャ
リアのみを変更した。

【００８６】このような硬強磁性キャリアを用いて、磁
気力が１０００ガウスの場合における磁化の値と磁気ブ
ラシの穂の密度の関係を調べた。用いた現像剤のキャリ
アとしては保磁力Ｈｃは全て約２０００（Ｏｅ）のもの
を用い、１０００ガウスの磁気力における磁化の値σ
₁₀₀₀（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）及び残留磁化ρｒが違うキャリ
アを用いた。図１９を見てもわかるようにσ₁₀₀₀の値と
穂の密度の関係は、軟強磁性キャリアの場合と同様に、
σ₁₀₀₀の値を小さくするにつれ、磁気ブラシは密にな
る。この方法によって変化させた磁気ブラシの密度と出
力画像の画像性（ハイライト・ハーフトーンのガサツ
キ）及びキャリア付着の度合いの関係を、第１実施例と
同様の２成分非接触現像方式による、主操作方向２００
ｄｐｉ、副走査方向４００ｄｐｉの画像サンプルにて評
価したものが次に示す表２である。

【００８７】

【表２】

【００８８】結果はほぼ第１実施例と同様であり、穂を
密にするほどガサツキのない良好な画像が得られるが、
σ₁₀₀₀の値が１００（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）以下でキャリア
付着している。

【００８９】以上の構成で、磁性キャリアとして硬強磁
性キャリアを用いた場合においても１０００ガウスの磁
場中で単位面積当たりの磁化の大きさが１５０（ｅｍｕ
／ｃｍ³ ）以下のものを用いて、現像磁極における磁気
ブラシ密度を保ったまま、ハイライトのガサツキが無
く、画像濃度をアップさせることができ、しかもキャリ
ア付着を低減した画像形成ができる。

【００９０】実施例４近年、感光体上に直接トナー像を重ね合わせカラー画像
を形成する、多重現像プロセスが提案され、検討されて
いる。本実施例はこのような多重現像プロセスを採用し
た画像形成装置に本発明を適用したことを特徴とする。

【００９１】先ず図２０を参照して、上記の多重現像プ
ロセスを採用した従来の画像形成装置について説明す
る。最初に帯電器５４によって感光ドラム５３上を均一
に帯電する。その後、感光ドラム５３上から露光手段５
５によって潜像を書き込み、反転現像によってレーザー
５６の照射された部分のみを現像する。このプロセス
を、マゼンタ、シアン、イエロー、（ブラック）の３色
または４色分繰り返し、感光ドラム５３上においてトナ
ー像を重ね合わせ、カラー画像を形成する。そしてこの
トナー像を、転写手段５７によって紙に一括転写し、感
光ドラム３上の残留電荷を前露光ランプ５８によって取
り除く。その後、図に示さない定着器を通過させること
により、定着させカラー画像を得るわけである。

【００９２】このような構成において、第１実施例の図
７に示される現像装置１を用い、磁気ブラシ密度を高め
るために１０００ガウスの磁場中で、単位体積当たりの
磁化の大きさが１５０（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）以下のものを
用いた。本実施例においても、潜像形成法、装置構成、
及び現像剤は第１実施例と同様である。

【００９３】以上の構成により、磁性キャリアとして、
σ₁₀₀₀の小さいキャリアを用いて、現像磁極における磁
気ブラシの密度を保ったまま、その結果、ハイライトの
ガサツキがなく、画像濃度をアップさせることができ、
しかもキャリア付着を低減した画像形成ができる。

【００９４】実施例５次に、図２１を参照して、本発明による画像形成装置の
第５の実施例について説明する。

【００９５】本実施例における画像形成装置はフルカラ
ーのレーザービームプリンタとされるが、前述の実施例
と異なり、色毎に専用の像担持体、即ち本実施例では感
光ドラム７３Ｙ（イエロー）、７３Ｍ（マゼンタ）、７
３Ｃ（シアン）、７３ＢＫ（ブラック）を具備し、その
周りにそれぞれ専用のレーザービームスキャナー７０
Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０ＢＫ、現像器７１Ｙ、７１
Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫ、転写用放電器９０Ｙ、９０Ｍ、
９０Ｃ、９０ＢＫ、クリーニング器９２Ｙ、９２Ｍ、９
２Ｃ、９２ＢＫが配置されている。

【００９６】転写材は給紙ガイド７５ａをとおり、給紙
ローラ７６、給紙ガイド７５ｂと順に搬送され、吸着用
帯電器９１からコロナ放電を受け、搬送ベルト９０ａへ
確実に吸着する。

【００９７】その後、各感光ドラムに形成された画像を
転写用放電器９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０ＢＫにより
転写し、除電器９３により搬送ベルト９０ａから除電さ
れ、定着器９７によって定着されて、フルカラーの画像
が得られる。

【００９８】本実施例においては、潜像形成方法、装置
構成、及び現像剤は第１実施例と同様であり、磁気ブラ
シ密度を高めるために、磁性キャリアとして、１０００
ガウスの磁場中で、単位体積当りの磁化の大きさが１５
０（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）以下のものを用いた。

【００９９】以上の構成により、磁性キャリアとして、
σ₁₀₀₀の小さいキャリアを用いて、現像磁極における磁
気ブラシの密度を保ったまま、ハイライトのガサツキが
なく、画像濃度をアップさせることができ、しかもキャ
リア付着を低減した画像形成ができる。

【０１００】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、潜像を担持する像担持体と、トナー及びキャリアを
含む２成分現像剤を搬送する現像剤支持手段と、現像剤
支持手段の内部に設けられた磁界発生手段とを有し、像
担持体と現像剤支持手段との対向部で、２成分現像剤に
より像担持体上の潜像を現像する画像形成装置におい
て、現像剤支持手段及び像担持体の作動時に、キャリア
が像担持体に接触する全領域にて、磁界の強さの絶対値
の、現像剤支持手段の接線方向への増加率を、磁界の強
さの絶対値の、現像剤支持手段の法線方向への増加率の
５０％以上とする構成とされるので、ハイライト、ハー
フトーン濃度領域におけるガサツキを解消でき、かつ、
画像濃度をアップさせることができ、しかもキャリア付
着を低減した画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の第１実施例の特徴
部を示す説明図である。

【図２】第１実施例の画像形成装置の全体構成図であ
る。

【図３】図２の走査光学装置をより詳細に示す構成図で
ある。

【図４】レーザー光源のオン／オフ状態を示すグラフ
（ａ）及びＣＣＤの各画素の出力分布図（ｂ）である。

【図５】図２の装置に使用されるＰＷＭ回路図である。

【図６】図５の回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図７】図２の現像装置を示す構成図である。

【図８】軟強磁性キャリアを用いた場合の、外部磁場が
１０００ガウスの場合における磁化の値と磁気ブラシの
穂の密度の関係示すグラフである。

【図９】軟強磁性キャリアの磁気特性を示すグラフであ
る。

【図１０】第１実施例における現像領域の磁力線分布を
示す説明図である。

【図１１】従来の画像形成装置における現像領域の磁力
線分布を、図１０と比較的に示す説明図である。

【図１２】第１実施例における、現像磁極のマグネット
の中心からの磁場の強さを示すグラフである。

【図１３】Ｂｒの測定方法を示す説明図である。

【図１４】Ｂθの測定方法を示す説明図である。

【図１５】Ｆｒの分布図である。

【図１６】Ｆθの分布である。

【図１７】第２の実施例における現像装置を示す構成図
である。

【図１８】第３実施例における硬強磁性キャリアの磁気
特性を示すグラフである。

【図１９】硬強磁性キャリアを用いた場合の、外部磁場
が１０００ガウスの場合における磁化の値と磁気ブラシ
の穂の密度の関係示すグラフである。

【図２０】第４実施例の画像形成装置を示す概略構成図
である。

【図２１】第５実施例の画像形成装置を示す概略構成図
である。

【図２２】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１現像器（現像手段）３感光ドラム（像担持体）２３現像スリーブ（現像剤支持手段）２３１マグネット（磁界発生手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木啓之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平３−4262（ＪＰ，Ａ) 特開平２−176686（ＪＰ，Ａ) 特開平４−60647（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−182464（ＪＰ，Ａ) 特開平４−284472（ＪＰ，Ａ) 特開平５−19601（ＪＰ，Ａ) 実開平２−58261（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像を担持する像担持体と、トナー及び
キャリアを含む２成分現像剤を搬送する現像剤支持手段
と、該現像剤支持手段の内部に設けられた磁界発生手段
とを有し、前記像担持体と前記現像剤支持手段との対向
部で、前記２成分現像剤により前記像担持体上の潜像を
現像する画像形成装置において、前記現像剤支持手段及び前記像担持体の作動時に、前記
キャリアが前記像担持体に接触する全領域にて、磁界の
強さの絶対値の、前記現像剤支持手段の接線方向への増
加率を、磁界の強さの絶対値の、前記現像剤支持手段の
法線方向への増加率の５０％以上とすることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記キャリアが前記像担持体に接触する
領域内に、前記現像剤支持手段の面に垂直な方向の磁場
の強さのピーク位置が含まれることを特徴とする請求項
１の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体の内部に、現像磁極と同極
の磁界発生手段を、前記現像剤支持手段と前記像担持体
との最近接部に位置する現像磁極の対向部より、５〜１
０°、前記現像剤支持手段の回転方向上流側に固定配置
することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】前記像担持体上に形成された潜像がドッ
ト潜像であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
の項に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記ドット潜像は画像濃度値に対応して
１画素当りの光源の発光時間を変調して形成することを
特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】磁界の強さ１０００ガウスにおける磁化
の大きさが１５０ｅｍｕ／ｃｍ³以下の磁性キャリアを
用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に
記載の画像形成装置。
【請求項７】前記像担持体上の潜像を現像するとき
に、交流バイアスを重畳した直流バイアスを印加するこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画
像形成装置。
【請求項８】前記像担持体と前記現像剤支持手段との
対向部の現像領域における、磁界の強さの絶対値が、現
像剤の搬送方向に対し、現像領域前半で前記現像剤支持
手段の接線方向に弱まり、かつ前記現像領域後半で強ま
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載
の画像形成装置。