JPH09288418A

JPH09288418A - 現像装置

Info

Publication number: JPH09288418A
Application number: JP9050865A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Tanaka; 英明田中; Nobumasa Furuya; 信正古谷; Shigehito Andou; 滋仁安東; Isao Ito; 功伊藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1997-11-04

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、像担持体上の潜像を可視化する現像装置において、
現像ロール上の現像剤を機械的に剥離することなく、現
像剤の回収と新たな現像剤の供給とを効率よく行い、現
像剤の劣化を防止する。【解決手段】現像ローラ１２との対向位置に、周面に
複数の突起部１８を備えたベルト状部材１５を設ける。
このベルト状部材１５は周回移動により現像剤を搬送
し、この現像剤を現像ローラ１２の上方から周面に添っ
て流下させる。一方、現像ローラ１２は周面に沿ってＳ
極とＮ極とを交互に短い間隔で着磁したものであり、少
量の現像剤を吸着できるものである。現像ローラ上の現
像剤は流下する現像剤の衝突により剥離され、流下現像
剤がこれと置き換わる。また、変動する磁界によって攪
拌・搬送される磁気ブラシを現像ローラ上の現像剤に接
触させて、現像剤の回収・供給を行っても良い。

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して可視化する現像装置に係
り、特に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、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。上
記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置には、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、トナーの転移による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
の撹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
優れた特性を有し、現像装置の主流となっている。

【０００３】このような現像装置は、磁石ロールとその
周囲で回転駆動されるスリーブとを備えた現像ロールを
有しており、層厚規制部材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。この現像剤層は、磁石ロー
ルの磁界にしたがって磁性キャリアが穂状に連なった磁
気ブラシを形成し、現像領域で像担持体と接触して二成
分現像剤中のトナーのみを転移するようになっている。

【０００４】一方、上記接触型二成分現像装置では像担
持体の表面を現像剤の磁気ブラシが機械的に摺擦するた
め、磁気ブラシによるいわゆる刷毛跡や掃き寄せ等の画
質欠陥が生じやすい。そこで、この欠点を回避するため
に、像担持体表面に現像剤を接触させずに現像する、い
わゆる非接触型の二成分現像装置も多数提案されてい
る。

【０００５】上記のような接触型又は非接触型の二成分
現像装置では、現像領域を通過して一度現像に供された
現像剤を現像ロール表面から剥離し、新たな現像剤を供
給して層形成する必要がある。この現像剤を剥離するた
めの手段として、例えば、磁石ロールの現像剤剥離部と対向する部位に、隣接し
た同極性の磁極を設け、反発磁極により現像剤を剥離す
る技術や、スクレーパと呼ば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技術が採用されている。また、新たな現像剤を供給して層形成する手段として、
例えばパドルやオーガーなどで現像部材近傍まで現像剤
を搬送して供給し、現像部材上に付着した現像剤を層規
制部材で所望の層厚に規制、均一化する技術が採用され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような現像装置では以下のような問題を有している。現
像剤を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。

【０００７】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。

【０００８】また、現像剤を供給または層形成する手段
に関しては、前述の層厚規制部材を用いた場合には、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
において、現像剤が過度に充填された状態となるため、
現像剤に対して強い圧縮力が作用し、また現像剤が層厚
規制部材と現像部材の間隙を通過する際には、現像剤に
対して強い摩擦力が作用するため、層厚規制部において
現像剤の劣化が発生するという問題点を有している。

【０００９】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、現像領域を
通過した後の現像ロール上の現像剤の回収と、現像ロー
ルへの新たな現像剤の供給とを現像剤の劣化を起こさず
に効率よく行い、これにより画質の安定性及び維持性に
優れた現像装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本願に係る発明は、表面に静電潜像が形成される
像担持体と近接離間また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と、この現像部材と前記
担持体との間に現像バイアス電圧を印加する現像バイア
ス電源とを備え、前記現像部材の周面に、トナーとキ
ャリアとを混合した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
する装置において、前記現像部材上の現像剤を回収す
る現像剤回収手段と、前記現像部材上に現像剤を供給
し層形成する現像剤供給手段を備えるものとする（請求
項１）。

【００１１】この現像剤回収手段および現像剤供給手段
として、例えば前記現像部材の上方から該現像部材の周
面に沿って現像剤を流下させる現像剤流下手段であるも
の（請求項２）や、前記現像部材に近接対向して交番磁
界を発生して表面に担持した現像剤を搬送する交番磁界
発生手段（請求項３）が用いられる。このような構成に
よって、前記現像部材上の現像剤を剥離して、新しい現
像剤を供給し層形成することができる。

【００１２】さらに、現像剤流下手段として、例えば前
記現像部材の現像可能幅とほぼ同じ幅を有し、周回可能
に張架されたベルト状部材を含むもの（請求項７）や、
現像剤をすくい上げて前記現像部材の上方に搬送する羽
根車を有するもの（請求項８）が用いられる。このよう
な構成によって、現像剤収容部内の現像剤を現像部材の
上方に搬送し、その周面に添って流下させることができ
る。さらに、現像部材の上方で現像剤の収容部を形成す
る仕切り部材を有し、該仕切り部材に、現像部材の幅方
向にほぼ均等に現像剤を排出する開口を有するもの（請
求項９）を採用することもでき、同様に現像剤収容部内
の現像剤を現像部材の周面に添って流下させることがで
きる。

【００１３】このような現像装置において、現像剤流下
手段によって現像剤を現像部材の上方からその周面に添
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。現像剤流下方向の
下流側では、現像剤の流下速度が大きいため、流下した
現像剤はこの衝突により現像部材上の現像剤を剥離し、
この剥離現像剤とともに落下して現像剤収容部へ回収さ
れる。また、現像剤流下方向の上流側では、流下した現
像剤の一部が、上記現像剤が剥離された後の現像部材上
に磁気的に拘束され、表面に所定量の現像剤層を形成す
る。したがって、上記現像装置では、スクレーパなどの
機械的な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、その後に新たな現像剤を供
給し、層形成することができる。このため、現像剤の剥
離時に劣化が生じるのを防止することができる。

【００１４】また、上記現像剤流下手段は、前記現像部
材の周回方向の下流側から上流側に流下させるものであ
るが望ましい（請求項６）。これにより、現像剤流下方
向の下流側、すなわち現像部材の周回方向の上流側で現
像剤の剥離を行い、その後現像部材の周回移動により、
現像部材の周回方向の下流側、すなわち現像剤流下方向
の上流側で新たな現像剤の供給を行うことができ、現像
剤の剥離および供給と層形成を効率よく行うことができ
る。

【００１５】また、交番磁界発生手段として、例えば、
周面に複数の磁極を有する周回可能な磁界発生手段と、
該磁界発生手段の周面の外側に支持されたスリーブを有
し、スリーブ表面に担持した現像剤が磁界発生手段とス
リーブの相対的移動によりスリーブの外周面上を搬送さ
れるもの（請求項１０）が用いられる。このような構成
によって、スリーブ上に担持された現像剤はスリーブ周
面に沿って現像部材に近接対向する位置近傍まで運ば
れ、現像部材上に現像剤層を形成する。この現像部材上
に現像剤を供給してより安定して均一な現像剤層を形成
するには、現像部材とスリーブの最近接位置を通過した
現像部材上に現像剤を供給するのが望ましい（請求項１
１）。

【００１６】上記構成の現像装置ではスリーブ上に吸着
された現像剤が搬送され、スリーブと現像部材が最も近
接する位置を通過してきた現像部材表面にスリーブ上か
ら現像剤を供給して現像剤層を形成するので、最近接位
置を通過する時に受ける磁気ブラシによる機械的掻きと
りやスリーブ側の磁力による掻きとり、あるいは層規制
の影響を受けることなく現像部材に現像剤を供給でき
る。そのため現像剤供給領域では、常に十分な量の現像
剤が現像部材に供給され、現像部材表面に近づけない過
剰な現像剤は磁気的な搬送力が小さく搬送されないため
現像部材表面に均一な薄層を形成して前記潜像を安定し
た画質で顕像化することができる。

【００１７】上記構成の現像装置は、例えばスリーブ表
面に担持した現像剤は前記現像部材表面に接触するとと
もに、前記現像部材と対向する領域では現像部材の搬送
方向と異なる方向に搬送されることで達成される（請求
項１２）。スリーブ表面に担持した現像剤を現像部材表
面に接触させて現像部材と対向する領域で現像部材の搬
送方向と異なる方向に搬送することで現像部材とスリー
ブの最近接位置を通過した現像部材上に現像剤を供給し
ている。これにより、十分な量が現像部材表面に絶え間
なくソフトに接触しているので現像部材表面を確実にキ
ャリア粒子でぎっしりと覆うことが可能となり、磁気的
に吸着された現像剤だけが搬送され、均一な現像剤薄層
が形成され前記潜像を安定した画質で顕像化することが
できる。

【００１８】さらに望ましくは前記現像部材上に現像剤
を供する領域は現像剤に働く重力が現像部材から離れる
方向に働く位置に設けるのがよい（請求項１３）。この
現像装置では、スリーブと現像部材が最も近接する位置
を通過した現像部材上に現像剤を供給して現像剤層を形
成している。この現像剤供給領域の現像剤は、常に現像
部材から引きはがす方向に重力が働いているので十分な
量を供給された現像剤の内、現像部材表面に接触または
ごく近傍にあって、強い現像部材の磁界によりしっかり
と現像部材側に引き付けられた現像剤のみが現像部材表
面に付着して現像領域まで運ばれる。このような現像装
置では、現像部材表面には常に安定して現像剤層が均一
に形成され、濃度むらのない高画質画像の印字が可能と
なる。

【００１９】上記のような現像剤の剥離及び新たな現像
剤の供給および層形成をより確実に行うために、現像部
材として、周面に沿って異なる極性の磁極を交互に備
え、隣り合う磁極間の距離が２５μｍ以上２５０μｍ以
下となるように着磁したものを用いるのが望ましい（請
求項４）。このように狭い間隔で磁極を配置すると、図
１８に示すように、磁力線は隣接する極性の異なる磁極
へと向かうために、現像部材１００の表面に垂直な方向
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。また、磁性キャリア１０２の層が周面に形成され
ると磁力線が現像部材１００の周面と接触する磁性キャ
リアの層内を通り、その外側にほとんど分布しない状態
となる。従って、キャリアは磁極上の部分に集中して付
着することなく、磁界に沿った状態でほぼ一層だけが整
然と並んだ状態で吸着される。

【００２０】従って、上記構成の現像部材を有する現像
装置において、例えば流下手段を有する場合、現像部材
１００の周面に添って現像剤を流下させると、流下した
磁性キャリア１０１が現像部材上の現像剤と衝突し、現
像部材上に吸着している磁性キャリア１０２がはじき出
される。このようにして現像部材表面から離れた磁性キ
ャリア１０２には磁力による拘束力は作用しないため、
現像部材表面への再付着は起こらず、この磁性キャリア
１０２はトナーを付着したまま流下してきた現像剤とと
もに下方へと落下する。

【００２１】一方、現像剤流下方向の上流側では、現像
剤流下速度が小さいため、流下した磁性キャリア１０１
は現像部材の磁極により吸着され、磁性キャリアに付着
しているトナーとともに現像部材上に現像剤の薄層を形
成する。上記のように現像部材表面の垂直な方向の磁界
成分は現像部材の表面近傍において急激に減衰するの
で、現像剤は磁界に沿った形状で整然と配列され、これ
により現像部材上には現像剤未付着部がなく、かつ山谷
構造を持たないほぼ一定層厚の現像剤層が形成され、磁
力により保持されて搬送される。

【００２２】このような現像装置では、現像部材の磁極
の作用によって、スクレーパなどの機械的な手段を用い
ることなく現像剤の剥離及び新たな現像剤の供給および
層形成を行うことができるので、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、上記剥離及び供給時における現像部材上の現
像剤の交換、すなわち入替わりは効率よく行われるの
で、現像部材上と現像剤収容部との現像剤にトナー濃度
差は生じず、従って画像濃度低下は発生しない。また、
層厚規制部材等を用いることなく供給と同時に現像部材
の磁力のみにより現像剤層を形成するので、ここでも現
像剤へ大きな負担をかけることがない。

【００２３】また、上記磁極間隙が微小な現像部材に対
して、交番磁界発生手段を有する場合においても同様
に、現像部材上の現像剤の剥離、新たな現像剤の供給、
層形成がより確実に行える。例えば、周面に複数の磁極
を有する周回可能な磁界発生手段と、該磁界発生手段の
周面の外側に支持されたスリーブとを備えた交番磁界発
生手段を有する場合、スリーブと現像部材とが近接対向
する位置近傍で現像部材上の現像剤が磁気ブラシに接触
してはじき出される。現像部材表面から離れると、磁力
による拘束力が急激に減少し、再付着の機会を与えられ
る前に交番磁界の作用により磁気ブラシ内部に取り込ま
れ、代わって新しい現像剤が磁気ブラシの先端に現れて
現像部材表面に接触し、現像部材上に現像剤層を形成す
る。

【００２４】特に、現像部材とスリーブとの最近接位置
を通過した現像部材上に現像剤を供給すると、常に十分
な量の現像剤が現像部材表面に絶え間なくソフトに接触
しているので現像部材表面を確実にキャリア粒子でぎっ
しりと覆うことが可能となる。現像部材表面に近づけな
い過剰な現像剤は磁気的な搬送力が小さく搬送されない
ため磁気的に吸着した現像剤だけが搬送され、現像部材
表面にほぼ一層のキャリアがほぼ均一に配列された現像
剤層を形成することができる。

【００２５】上記のような現像剤の状態は、例えば、ス
リーブ表面に担持された現像剤は前記現像部材表面に接
触するとともに、前記現像部材と対向する領域では現像
部材の搬送方向と異なる方向に搬送されることで達成さ
れる。さらに、前記現像剤供給領域を現像剤に働く重力
が現像部材から離れる方向に働く位置に設けることで、
現像剤供給領域の現像剤は、常に現像部材から引きはが
す方向に重力が働いているので、十分な量を供給された
現像剤の内、現像部材表面に接触またはごく近傍にあっ
て、強い現像部材の磁界によりしっかりと現像部材側に
引き付けられた現像剤のみが現像部材表面に付着して現
像領域まで運ばれる。

【００２６】このような現像装置では、層規制部材を用
いることなく現像剤の剥離、および新たな現像剤の供
給、層形成を行うことができるので、現像剤に大きな負
担をかけることがなく、現像剤の劣化を防止できる。ま
た、現像部材表面には常に安定してほぼ１層のキャリア
がぎっしりと着いた状態の現像剤層が均一に形成され、
濃度むらのない高画質画像の印字が可能となる。

【００２７】一方、上記キャリアを高抵抗材料とし、上
記磁極に代えて現像部材の周面に複数の線状又は細帯状
の電極を隣り合う中心間の距離が２５μｍ以上で２００
μｍ以下となるように配設し、隣り合う電極間に電源装
置から電圧を印加するようにしてもよい（請求項５）。
このとき、隣り合う電極間には０．８Ｖ／μｍ程度以上
の電位差が生じるように電圧を印加するのが望ましい。
このように現像部材の周面に沿って電界を形成すると、
周辺にあるキャリアは＋極および−極が誘導されて分極
する。このキャリアが電気的な力で現像部材の周面に吸
着され、このキャリアに付着しているトナーとともに現
像剤の薄層を形成する。このとき、隣り合う電極間の電
気力線はほとんどが高抵抗材料からなるキャリアの中を
通り、現像部材に接触するキャリア層の外側にはほとん
ど電気力線が出てこない。このため、現像部材の周面上
にほぼ一層のキャリア層がほぼ均等に形成される。

【００２８】従って、上記構成の現像部材を有する現像
装置において、例えば流下手段を有する場合、現像部材
１００の周面に添って現像剤を流下させると、流下した
現像剤が現像部材上の現像剤と衝突し、現像部材上に吸
着している磁性キャリアがはじき出される。このように
して現像部材表面から離れた磁性キャリアには上記電極
による電気的拘束力は作用せず、従って現像部材表面へ
の磁性キャリアの再付着は起こらず、剥離した磁性キャ
リアはトナーを付着したまま下方へと落下する。

【００２９】一方、現像剤流下方向の上流側では、現像
剤流下速度が小さいため、流下した磁性キャリアが電気
的な力で現像部材の周面に吸着され、このキャリアに付
着しているトナーとともに現像剤の薄層を形成する。こ
のとき、現像部材に接触するキャリア層の外側にはほと
んど電気力線が出てこないため、現像部材上には現像剤
未付着部がなく、かつ山谷構造を持たないほぼ一定層厚
の現像剤層が形成される。

【００３０】上記のような現像装置では、現像剤に過大
な力を作用させずに現像部材からの現像剤の回収と現像
部材への現像剤の供給および層形成を行うことができ、
現像剤の劣化を防止することができる。また、上記回収
及び供給時における現像部材上の現像剤の交換、すなわ
ち入替わりは効率よく行われるので、現像部材上と現像
剤収容部との現像剤にトナー濃度差は生じず、従って画
像濃度低下は発生しない。さらに、現像剤層の形成時に
層形成部材を用いることなくソフトに現像剤を現像部材
に接触させ、電気的力のみにより吸着することで現像剤
層を形成するので、ここでも現像剤へ大きな負担をかけ
ることがない。

【００３１】

【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。［本願に係る発明が用いられる画像形成装置］図１は、
本願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
部材１２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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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）］。

【００３５】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。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。

【００３６】なお、感光体ドラム１の回転方向における
現像装置４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感光体ドラムへ転移する量を調
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。

【００３７】［第１の実施形態］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。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４、請求項６又は
請求項７に記載の発明に係る現像装置の一形態を示す概
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１１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１２を
配設するとともに、その後方側下部に二つのスクリュー
オーガー１３、１４を備えている。さらに、このスクリ
ューオーガーの上方であって上記現像ロール１２と対向
する位置に、現像ロール１２の上方から周面に添って現
像剤を流下させるベルト状部材１５を備えている。

【００３８】上記スクリューオーガー１３、１４は、現
像ハウジング内の仕切り壁１９で仕切られた二つの現像
剤撹拌搬送室内に設けられ、それぞれ逆方向に現像剤を
搬送するように回転駆動されるものである。上記二つの
現像剤撹拌搬送室は両端部で連通しており、上記スクリ
ューオーガー１３、１４によって搬送される現像剤は撹
拌されながら二つの現像剤撹拌搬送室内を循環移動する
ようになっている。

【００３９】上記現像ロール１２は、図４に示すように
軸線回りに回転が可能となるように支持された円筒状の
導電性基体１２ａとその周面上に形成された磁気記録層
１２ｂとで主要部が構成されている。この現像ロール１
２の外径は１８ｍｍ、駆動時の周速度は３２０ｍｍ／
ｓ、感光体ドラム１と現像部材１２との間隙は３００μ
ｍに各々設定されており、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。

【００４０】上記導電性基体１２ａには現像バイアス用
電源（図示せず）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電圧を重畳した交流
電圧が採用されており、直流成分は地カブリの発生を防
ぐために−４００Ｖに設定されている。また、現像バイ
アス電圧の交流成分は、周波数６ｋＨｚの矩形波で、ピ
ーク間電圧が１．５ｋＶに設定されている。

【００４１】一方、上記磁気記録層１２ｂには、全周に
わたってＳ極とＮ極とが交互に等間隔（２５〜２００μ
ｍ程度）で並列するように着磁が施されている。この着
磁については後述する。この磁気記録層１２ｂは、結着
樹脂中に強磁性材料の粉状体を分散させたものを、導電
性基体１２ａ上に層厚５０μｍでコーティングすること
により構成されており、強磁性材料としてγ−Ｆｅ₂ Ｏ
₃ 、結着樹脂としてポリウレタンが使用されている。こ
の磁性材料としては、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、上記γ−Ｆｅ
₂ Ｏ₃ のほか、ＣｒＯ₂ 等が使用できる。また、結着樹
脂としては、テープ・ディスク・カード等の磁気記録層
を構成する樹脂として公知である任意のものが使用可能
であり、例えばポリカーボネート、ポリエステル、ポリ
ウレタン等が使用できる。さらに、磁気記録層１２ｂに
は、必要に応じて導電性微粒子等を添加することが可能
である。

【００４２】上記ベルト状部材１５は、スクリューオー
ガー１４と対向配置される支持ロール１６と、現像ロー
ル１５と対向配置される支持ロール１７とによって張架
された無端状ベルトであり、図中に示す矢印方向に周回
駆動されている。このベルト状部材１５は、現像ロール
１２の現像可能幅とほぼ同じ幅を有しており、周面には
ほぼ等間隔で複数の突起部１８が設けられている。この
突起部１８の周回移動により、スクリューオーガー１４
付近の現像剤をすくい上げて現像ロールの上方に搬送す
ることができる。一方、現像ロール１２はベルト状部材
１５との対向位置で双方が反対方向に移動するように回
転駆動されており、ベルト状部材１５により現像ロール
１２の上方に搬送された現像剤が現像ロール１２の周回
方向の下流側から上流側に流下されるようになってい
る。上記ベルト状部材１５は、ゴム材料を用いて突起部
１８とベルトとを一体的に成型したものであり、突起部
の高さは３ｍｍ、間隔は３ｍｍに設定されている。な
お、このベルト状部材１５としては、上記ゴム材料のほ
か、可撓性を有する金属、樹脂等の任意の材料が使用可
能である。

【００４３】上記現像装置で用いられる現像剤は非磁性
トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤であ
り、トナーとしては、重量平均粒径が７μｍで、負帯電
性のポリエステル系トナーが使用されている。また、キ
ャリアとしては、結着樹脂中に磁性粉を分散させた、い
わゆる磁性粉分散型樹脂キャリア又は球形フェライト粒
子に樹脂被覆を施した、いわゆるフェライトキャリアが
使用されている。

【００４４】次に、上記磁気記録層１２ｂの着磁の方法
について説明する。磁気記録層の着磁は、図５に示すよ
うに現像ロール１２の周面に近接して配置された磁気記
録用ヘッド２００によって行われる。この磁気記録用ヘ
ッド２００は、軟磁性材料からなり両端部が間隔をおい
て並列する形状のコア２０１と、このコア２０１に巻き
回されたコイル２０２とを有し、上記コア２０１の両端
部が現像ロールの周面に近接するように配置される。コ
イル２０２には磁化信号発生装置を介して電源から磁化
電流が供給されるようになっており、コイル２０２に電
流が流れると、コア２０１内に磁束が発生し、この磁束
はコア２０１の先端から磁気記録層１２ｂを通る。これ
により、磁気記録層１２ｂが磁化される。コイル２０２
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
的又は適宜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１２の周面が所定の着磁
パターンに磁化される。本実施例では現像ロール１２の
周方向にＮ極とＳ極との交互着磁を正弦波パターンにて
行い、現像ロール表面における半径方向の磁束密度のピ
ーク値を５０ｍＴに設定している。

【００４５】このような現像装置４では、ベルト状部材
１５の突起部１８で現像剤撹拌搬送室内の現像剤が汲み
上げられ、ベルト状部材１５の周回移動にともなって現
像ロール１２の上方に搬送される。そして、図６に示す
ように現像剤２０はベルト状部材１５から現像ロール１
２の周面に添って落下し、現像ロール１２上の現像領域
を通過した後の現像剤２１に衝突する。このとき、現像
剤流下方向における下流側では現像剤流下速度が大きい
ため、この衝突により現像ロール上に吸着している磁性
キャリアがはじき出される。現像ロール１２の磁極によ
る磁束は隣接する逆極性の磁極へと向かうため、現像ロ
ール表面の垂直な方向の磁界成分は現像ロール表面の近
傍で急激に減衰する。従って、現像ロール表面からはじ
き出された磁性キャリアは大きな速度で落下し、磁極に
よる拘束力で現像ロール表面へ再付着することはほとん
どなく、この磁性キャリアに付着しているトナーととも
に現像剤流下方向へ落下する。

【００４６】一方、現像剤流下方向における上流側では
現像剤流下速度が小さいため、流下した磁性キャリア
は、現像剤が剥離された後の現像ロール１２表面で磁極
により吸着され、磁性キャリアに付着しているトナーと
ともに現像ロール上に現像剤の薄層が形成される。この
とき、現像ロール表面に垂直な方向の磁界成分は急激に
減衰するため、現像剤は極上部に集中して付着すること
がなく、磁界に沿った状態で整然と配列される。このた
め、現像ロール上には現像剤未付着部がなく、かつ山谷
構造を持たないほぼ一定の層厚の現像剤層が形成され
る。この現像剤層は現像ロール１２の磁力により保持さ
れ、現像ロール１２の回転に伴って感光体ドラム１と対
向する現像領域へと搬送される。そして、感光体ドラム
１上の静電潜像の現像に供される。

【００４７】次に、図３に示す現像装置において、静電
潜像の現像試験を行い、キャリアの種類および粒径と、
磁気記録層１２ｂの磁極間隔とを変化させて、画像濃
度、キャリアの付着、画像の均一性を調査した結果につ
いて説明する。一般に二成分現像剤の薄層を用いる現像
方式において、きめの細かい画像を得るためには、平均
粒径の小さいキャリアを用いることが好ましい。平均粒
径の大きなキャリアを用いた場合には、磁界に沿って配
列されるキャリアのチェーン間の間隔は広くまた粗くな
るため、均一性の高い薄層を得ることは困難となる。こ
のため、画像の均一性不良およびライン画像のエッジ再
現不良が発生してしまう。したがってキャリアの平均粒
径としては、１００μｍ以下であることが好ましく、本
試験では平均粒径が５０μｍ、１００μｍのキャリアを
用いる。使用した４種類のキャリアは表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１中のキャリアおよびは磁性粉分散
型樹脂キャリアで、およびはフェライトキャリアで
ある。また、平均粒径は、重量平均粒径である。磁化は
１０⁶ ／（４π）Ａ／ｍの磁界中における単位重量当た
りの磁化である。現像剤中のトナーとキャリアの混合比
は、現像剤中のトナーの重量比で、およびのキャリ
アでは１５重量％、およびのキャリアでは７．９重
量％として、単位体積当たりのトナー量がほぼ等しくな
るように設定している。また、トナーの電荷量は−１５
〜−２０ｍＣ／ｋｇの範囲に調整されている。現像ロー
ル１２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種類のものを使用した。

【００５０】画像濃度の評価は、ベタ画像の現像を行
い、その濃度を反射濃度計（商品名：Ｘ−ＲＩＴＥ３１
０）で測定して行う。この測定値が１．８以上であれば
ベタ画像、線画像ともに十分な濃度を有しており、１．
８以上を○、１．８未満を×と評価している。

【００５１】また、キャリアの付着は、図７に示すよう
な画像部と背景部とがプロセスの進行方向と直角方向に
一定周期で並列されたいわゆる交番ラインの現像を行
い、このときのキャリア付着量を測定して評価を行っ
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の現
像においては、感光体の表面に、画像部と背景部とが非
常に小さい間隔で隣接する静電潜像が存在するため、感
光体層の表面近傍には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
キャリアの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。キャリア付着量の評価指標は、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：ＬＵＺ
ＥＸ−５０００）を使用した。キャリア粒子の面積率
が、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×
としている。

【００５２】さらに、画像の均一性の評価は、ベタ画像
について目視で行い、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。

【００５３】上記のような方法で、評価を行った結果は
表２に表す。この表において、総合評価は、上記三項目
全てに×のないものを○、一つでも×のあるものを×と
した。（以下余白）

【表２】

【００５４】表２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を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、現像剤層は全体的
に疎な状態となる。このため、十分な濃度が得られず、
画像の均一性も損なわれる。また、現像ロール１２の表
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、現像ロール上の磁性キャリアに作用する
磁気拘束力は弱くなり、前述のフリンジ電界の作用によ
るキャリアの付着が発生してしまう。さらに、現像ロー
ルの回転時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。

【００５５】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
束力が極めて弱くなる。このために、現像剤が磁極付近
に集中的に付着する。従って、現像剤層の状態は着磁パ
ターンに応じて山と谷とを形成するようになり、現像さ
れた画像には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が弱いため、キャリアの付着およ
び現像剤の飛散が発生してしまう。

【００５６】これらに対し、磁極間隔を２５μｍ以上２
５０μｍ以下とすると、現像ロール上において、磁性キ
ャリアは磁界に沿った状態で整然と配列される。このた
め現像ロール上には現像剤の付着していない部分が無
く、かつ山谷構造を持たないほぼ一定層厚の現像剤層が
形成され、この現像剤層が磁力により保持されて搬送さ
れる。

【００５７】したがって、層厚規制部材を用いることな
く均一性の高い画像を得ることが可能となる。また、現
像剤搬送量は部品精度に依存しないので、高精度な組立
て精度は要求されない。さらに、現像部材上の現像剤層
には強い磁気拘束力が作用するので、キャリアの感光体
への付着および現像剤の飛散は発生しない。また、図３
に示す現像装置では、ベルト状部材１５により現像ロー
ル１２の周面に沿って現像剤を流下させるので、上記の
ように磁極間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下とした現
像ロールに対して現像剤の回収と新たな現像剤の供給と
層形成とを均一に行うことができる。従って、現像ロー
ル１２の長手方向および周方向に対して均一な現像剤層
を形成することが可能となり、均一性の高い画像を得る
ことができる。

【００５８】次に、図３に示す現像装置を用いて画像形
成試験を行い、画像濃度の安定性を調査した結果につい
て説明する。この試験では表１中ののキャリアを使用
し、トナーは上記試験と同一のものを使用している。ま
た、現像剤中のトナーとキャリアの混合比は、現像剤中
のトナーの重量比で７．９重量％とする。このときのト
ナーの電荷量は約−１５ｍＣ／ｋｇに調整されている。
また、現像ロール１２の磁極間隔は１００μｍに設定し
ている。

【００５９】本実験では、感光体ドラム１の長手方向に
対して画像領域を二分割して、半分の領域を面積率１０
０％のベタ画像、残りの半分の領域を面積率０％の白地
領域として、図１に示す画像形成装置を用いてＡ４用紙
での連続現像を行う。そして、所定枚数後に所定の均一
画像の現像を行い、両領域における画像濃度差を調査し
て画像濃度の安定性を評価する。評価項目は長手方向に
おける濃度ムラであり、評価時にはベタ現像領域と白地
領域とに面積率１００％のベタ画像を形成し、これらの
画像濃度を反射濃度計にて測定する。また、実験時に
は、現像剤中のトナー量が一定となるようにトナーの補
給を行うものとする。

【００６０】上記のような方法で評価を行った結果を表
３に示す。（以下余白）

【表３】表３により、５０枚、７５枚、１００枚の各連続現像後
におけるベタ現像領域と白地領域での画像濃度の差は、
ともに連続現像前（表３中の初期）のバラツキの範囲内
であり、１００％ベタ現像領域での濃度低下は発生して
いないことがわかる。

【００６１】本現像装置のように、ベルト状部材１５に
より現像ロール１２の周面に添って現像剤を流下させ
て、現像ロール上の現像剤の回収と新たな現像剤の供給
とを行うことにより、回収及び供給時の現像剤の交換、
すなわち入れ替わりは高効率で発生する。このため、本
実験のように、感光体ドラム１の長手方向に画像面積率
の偏りがある現像を連続して行い、現像ロール上でのト
ナー消費量に偏りがある場合においても、現像ロール上
の現像剤層にこれに起因したトナー濃度の違いは生じな
い。従って、トナー消費量が多い領域においても画像濃
度の低下は発生しない。なお、本試験では、現像ロール
表面における磁極間隔を１００μｍに設定したが、磁極
間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下に設定した場合にお
いても同様な効果が得られる。

【００６２】次に、図３に示す現像装置の維持性につい
て行った実験を説明する。この実験は、図１に示す画像
形成装置を用い、図３に示す現像装置でベタ画像を連続
して１０万枚現像する。そして所定枚数の現像を行った
後にベタ画像の現像濃度とトナーの電荷量とを測定し、
現像枚数を重ねたときの推移を調査する。

【００６３】この実験において、現像剤は次のものを用
いる。 ◎キャリア：フェライトキャリア平均粒径５０μｍ真密度４．５ｇ／ｃｍ³ 磁化５０Ａ・ｍ² ／ｋｇ ◎トナー：負帯電性ポリエステル系トナー重量平均粒径７μｍ電荷量 −１５ｍＣ／ｋｇ上記現像装置はハウジング内に４００ｇの現像剤を収容
するものであり、現像剤中のトナー重量比は７．５〜
８．５重量％となるように適宜トナーを補給するように
なっている。また、現像ロール表面の磁極間隔は１００
μｍとなっている。

【００６４】図８および図９は、図３に示す現像装置を
用いて１０万枚の現像を行ったときのベタ画像濃度およ
びトナー電荷量の推移を示すものである。これらの図よ
り、本願発明に係る現像装置４では、１０万枚の現像を
通じて画像濃度およびトナー電荷量は、良好に維持され
ることがわかる。上記現像装置４では、ベルト状部材１
５により現像剤に過大な力を作用させずに現像ロール１
２上からの現像剤の回収と新たな現像剤の供給とが行わ
れるので、現像剤剥離部材や層厚規制部材等が不要とな
り、現像剤の劣化を防止することができる。上記実験に
おいて、長期現像実験後のトナーおよびキャリアは初期
と同様な状態であり、劣化状態は見られなかった。ま
た、１０万枚を通じて、現像剤搬送量に変動はほとんど
生じていない。

【００６５】以上のように、本願発明の現像装置では、
良好な画質を、長期に渡り安定して維持できることが解
る。本実験では、現像ロール表面における磁極間隔を１
００μｍに設定したが、磁極間隔を２５μｍ以上２５０
μｍ以下に設定した場合においても同様な効果が得られ
る。

【００６６】なお、上記図３に示す現像装置では、現像
ロール１２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
るように設定した場合においても同様な結果が得られ
る。また、上記現像装置では、磁気記録層１２ｂを結着
樹脂中に磁性材料を分散させた構成としたが、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。

【００６７】さらに、磁気記録層１２ｂ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、多量の磁性材料の混入が可能で、且つ
可撓性の維持が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、塩化ポリエチレン等が使用できる。さら
に、この現像装置では、現像ロール１２の周方向にＮ極
とＳ極とを交互に着磁したが、現像ロール１２の長手方
向にＮ極とＳ極とを交互に着磁した場合においても同様
な結果が得られる。

【００６８】また、上記現像装置において、現像ロール
１２の磁気記録層１２ｂの着磁は、図５に示す磁気記録
用ヘッド２００に代えて、図１０に示すような磁気記録
用ヘッド２１０を用いて行うこともできる。このような
磁気記録用ヘッド２１０を用いる場合には、現像ロール
を軟磁性体層１２２ａの上に磁気記録層１２２ｂが設け
られたものとする。軟磁性体１２２ａとしては、公知で
ある任意のものが使用でき、例えば鉄、鉄−ケイ素合
金、鉄−ニッケル合金等がある。

【００６９】上記磁気記録用ヘッド２１０は、コアの一
端２１１ａが小さな端面となるように断面を縮小した形
状となっているが、他端２１１ｂは大きな端面が現像ロ
ールの周面と対向する形状となっている。このようなコ
ア２１１に巻き回されたコイル２１２に電流が供給され
ると、コア２１１に発生した磁束は小さな端面から磁気
記録層１２２ｂを通り、さらにその下にある軟磁性体層
１２２ａを通って端面が大きくなっているコアの他端２
１１ｂへ通じる。したがって磁気記録層の小さな端面２
１１ａと対向している位置では、磁気記録層１２２ｂの
厚さ方向にＮ極とＳ極とが形成され、一方大きな端面と
対向している部分ではほとんど磁化されない。このよう
な着磁を現像ロールの周面のほぼ全域にわたって行うこ
とにより、磁気記録層１２２ｂの厚さ方向に配列された
磁極を周面のほぼ全域に形成することができる。このよ
うに磁気記録層の厚さ方向に着磁することによって大き
な磁束密度の磁界を形成することができ、磁極の間隔、
使用するキャリア等に応じてこのような着磁パターンを
採用することもできる。

【００７０】［第２の実施形態］図１１は請求項１、請
求項２、請求項５、請求項６又は請求項７に記載の発明
の一実施形態である現像装置で用いられる現像ロールを
示す部分拡大断面図である。この現像ロール２２は、導
電性基体２２ａ上に絶縁性層２２ｂを設け、さらにその
上に現像ロールの軸線方向のほぼ全長に及ぶ細帯状の電
極２２ｃを積層したものである。この電極２２ｃは、現
像ロールの両端部で一つおきに連結され、両側からくし
状に突き出した形状となっている。また、これらの電極
間には絶縁材料の層２２ｄが形成され、現像ロールの表
面が滑らかとなるように仕上げられている。

【００７１】上記現像ロール２２の導電性基体２２ｂに
は現像バイアス用電源（図示せず）から現像バイアス電
圧が印加される。この現像バイアス電圧は、交流電圧に
直流電圧を重畳したものであり、直流成分は−４００
Ｖ、交流成分は周波数が６ＫＨｚ、ピーク間電圧が１．
５ＫＶの矩形波となっている。また、現像ロールの端部
から電極２２ｃの一つおきに現像バイアス電圧の直流成
分が印加され、他の電極には上記現像バイアス電圧の直
流成分にさらに１００Ｖの直流電圧を重畳した電圧が印
加される。これにより現像ロール２２上の隣り合う電極
間に電界が発生する。この直流電圧はこの隣り合う電極
間に発生する電界として１μｍ当たり１Ｖの電位差が生
じるように設定されている。なお、上記現像ロール２２
が用いられる現像装置の他の構成は図３に示す現像装置
と同じである。

【００７２】このような現像ロール２２の周面近くに現
像剤が供給されると、上記電極２２ｃ間の電界によって
キャリアに誘導電荷が生じ分極する。そして電界の作用
によって現像ロール２２の周面に吸着され、現像剤層を
形成するようになっている。このとき、電極間隔は２５
〜２００μｍに設定され、キャリアの粒径に比べてさほ
ど大きくないので、電気力線は現像ロールの周面に吸着
されたキャリアの内部を通り、その外側にはほとんど進
出しない状態となる。このため、キャリアは現像ロール
の周面上に多層に付着することができず、薄い現像剤層
がほぼ均等に形成される。

【００７３】このような現像装置において、現像剤がベ
ルト状部材により現像ロール２２の周面に沿って流下さ
れると、現像剤流下方向の下流側では、現像剤の一部が
現像領域を通過してきた現像ロール２２上の現像剤と衝
突する。そして、現像ロール上の現像剤を剥離するとと
もに、剥離した現像剤とともに落下して現像剤撹拌搬送
室内に回収される。また、現像剤流下方向の上流側で
は、流下した現像剤中の磁性キャリアが現像ロール２２
の電界により拘束されて、磁性キャリアに付着している
トナーと共に上記のような現像剤の薄層を形成する。

【００７４】従って、上記図３に示す現像装置と同様に
現像ロールからの現像剤の回収と現像ロールへの現像剤
の供給とを均一に行うことができ、現像剤の劣化を防止
することができる。また、該回収及び供給時における現
像剤の交換、すなわち入れ替わりは効率よく行われるの
で、現像ロール上の現像剤層のトナー濃度が不均一にな
ることがなく、画像濃度低下は発生しない。また、層厚
規制部材等の現像ロールを摺擦する部材を用いないの
で、現像剤搬送量に経時変化を生じない。このため、長
期にわたり高画質の現像を行うことが可能となる。

【００７５】［第３の実施形態］図１２は請求項１、請
求項２、請求項４、請求項６又は請求項８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。
この現像装置は、ハウジング３１の背面側のスクリュー
オーガー３４が他のスクリューオーガー３３よりも上方
に配置され、このスクリューオーガー３４と近接する位
置に回転可能な羽根車３５を備えている。

【００７６】この羽根車３５は、現像ロール３２の現像
可能幅とほぼ同じ幅を有しており、該現像ロール３２と
近接対向するように配設されている。上記羽根車３５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。また、軸径は６ｍｍ、羽根車の外形は
１６ｍｍに設定されている。なお、上記羽根車は他の金
属や樹脂等の任意の材料を使用して形成することも可能
である。また、上記現像ロール３２は、図３に示す現像
ロール１２と同様に周面に極性の異なる磁極が１００μ
ｍの間隔で交互に形成されたものである。なお、この現
像装置の他の構成も図３に示す現像装置と同じである。

【００７７】このような現像装置では、羽根車３５によ
って現像剤撹拌搬送室の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３２の
上方に搬送される。その後、現像剤は現像ロール３２の
周面に添って落下し、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上の現像剤に衝
突し、現像ロール３２から剥離する。そして、剥離した
現像剤とともに現像剤撹拌搬送室へと落下する。一方、
現像剤流下方向の上流側では、流下した現像剤が現像ロ
ール表面の磁力により拘束され、現像ロール３２上に現
像剤の薄層が形成される。その後、現像ロール３２上に
形成された現像剤の薄層は、回転に伴って現像領域に搬
送され、感光体ドラム１上の静電潜像の現像に供され
る。現像後、現像ロール３２上の現像剤は羽根車３５と
の対向位置に搬送され、同様に現像剤の回収と新たな現
像剤の供給とが行われる。

【００７８】このような現像装置を用いて画像形成を行
ったところ、現像ロール３２上に均一な現像剤層が形成
され、キャリア付着や現像剤の飛散を起こすことなく、
均一性の高い高画質な画像が得られた。また、上記図３
に示す現像装置と同様に画像濃度の安定性の確認試験を
行ったところ、トナーの消費量の偏りに起因する現像ロ
ール上でのトナー濃度ムラは発生せず、トナー消費量の
多い領域での画像濃度低下は生じなかった。さらに、こ
の現像装置を用いて１０万枚の長期現像試験を行ったと
ころ、１０万枚を通じて画像濃度およびトナー帯電量は
良好に維持され、実験後の現像剤に劣化状態は見られな
かった。以上のように、本願に係る発明の現像装置で
は、良好な画質を、長期にわたり安定して維持できるこ
とがわかる。また、本実施例で用いた現像装置では、現
像ロール上の隣り合う磁極の間隔を１００μｍに設定し
たが、磁極間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下に設定し
た場合においても同様な結果が得られる。

【００７９】［第４の実施形態］図１３は請求項１、請
求項２、請求項４、請求項６又は請求項９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。
この現像装置では、ハウジング４１の背面側のスクリュ
ーオーガー４４が他のスクリューオーガー４３よりも上
方に配置されており、現像ロール４２とスクリューオー
ガー４４との間に仕切り板４５が設けられ、上記スクリ
ューオーガー４４を内部に有する現像剤収容部４６を形
成している。この仕切り板４５の上方には、現像ロール
４２と面する位置に現像剤の排出口４７が設けられてい
る。この排出口４７は現像剤収容部４６内の現像剤を現
像ロール４２と面する位置にほぼ均等に排出するもので
あり、排出口４７の上下幅は約８ｍｍに設定されてい
る。なお、本例では仕切り板４５はハウジング４１と一
体的に成型されているが、両者を別々にしてもよいこと
はもちろんである。なお、この現像装置の他の構成は上
記図３に示す現像装置と同じである。

【００８０】このような現像装置では、スクリューオー
ガー４３、４４によって現像剤が撹拌されると共に、現
像剤収容部４６内の現像剤が仕切り板４５の排出口４７
から現像ロール４２の上方に排出される。この現像剤は
現像ロール４２の周面に添って落下し、その一部は現像
領域を通過してきた現像ロール４２上の現像剤と衝突
し、これを現像ロール４２から剥離する。そして、剥離
した現像剤は現像剤の流下とともに現像剤撹拌搬送室へ
と落下する。また、現像剤流下方向の上流側では、流下
した現像剤の一部が、現像剤が剥離された後の現像ロー
ル表面の磁力により拘束され、表面に現像剤の薄層を形
成する。

【００８１】本例の現像装置を用いて画像形成試験を行
ったところ、上記図３に示す現像装置と同様に良好な画
質を長期にわたり安定して維持できることが確認され
た。また、上記現像装置では、現像ロール上の隣り合う
磁極の間隔を１００μｍに設定したが、磁極間隔を２５
μｍ以上２５０μｍ以下に設定した場合においても同様
な結果が得られる。

【００８２】また、本例では排出口４７の上下幅を開口
の全長にわたって同一としたが、現像剤収容部４６内の
現像剤搬送方向の上流側から下流側へ進むに従って、上
下幅が広くなるように設定してもよい。これにより、現
像剤搬送方向の下流側へ行くに従って減少する現像剤量
の影響を受けにくくなり、開口の全長に渡ってほぼ均等
に現像剤を排出することができる。このため、現像ロー
ル４２の周面に添ってほぼ均一な現像剤の流下を発生さ
せることができ、幅方向における濃度ムラの発生をより
低減することができる。

【００８３】［第５の実施形態］図１４は請求項１、請
求項３、請求項１０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５４で
は、現像剤が収容されるハウジング６１の感光体ドラム
５０と対向する部位に現像用開口５３が設けられてい
る。そして、この現像用開口５３が設けられた位置に現
像ロール５２が配設され、感光体ドラム５０と近接して
対向している。この現像ロール５２は周面には小さなピ
ッチで複数の磁極が着磁されており、現像剤５１を吸着
して薄い現像剤層を形成し、感光体ドラム５０と対向す
る現像領域に搬送するものである。さらに感光体ドラム
５０と対向する位置と異なる側には、交番磁界を発生す
る交番磁界発生手段として、撹拌ロール５５が現像ロー
ル５２と所定の間隙をおいて対向し、ロール端部を介し
て現像ロール５２と同電位となるように付与されてい
る。この撹拌ロール５５は回転可能な中空円筒状の非磁
性スリーブ５５ａと、その内側に位置するマグネットロ
ール５５ｂとから構成され、スリーブ５５ａ上に現像剤
を磁気的に吸着して、キャリアが穂状に連なった磁気ブ
ラシを形成するようになっている。

【００８４】また、撹拌ロール５５の上方にはトナーホ
ッパー５６ならびにトナーホッパー５６から必要に応じ
た量のトナー５７を撹拌ロール５５上の現像剤に供給す
るトナー供給ローラ５８が設けられている。そして、ハ
ウジング６１の内面は、上記現像ロール５２および、撹
拌ロール５５の周面とほぼ一定の間隙をおいて対向して
おり、多量の現像剤を収容したり、現像剤を撹拌するた
めのオーガーを配設する現像剤収容室を備えていない。

【００８５】上記撹拌ロール５５が有するマグネットロ
ール５５ｂは異なる極性の磁極が全周にわたって交互に
配置されたもので、外側のスリーブ５５ａとは独立して
回転可能に支持されている。このマグネットロール５５
ｂは隣接する磁極間に形成される磁界によって現像剤が
穂状となった磁気ブラシをスリーブ５５ａの表面に形成
する。そしてマグネットロール５５ｂのみ、またはマグ
ネットロール５５ｂとスリーブ５５ａの両方が異なる方
向または異なる回転速度で回転することで、磁気ブラシ
を撹拌しながら搬送するようになっている。なお、本実
施例では、スリーブ５５ａの外径が１８ｍｍ、磁極数が
１２で各磁極間隙は約５ｍｍとなっており、各磁極上の
表面における半径方向の磁束密度のピーク値は５０ｍＴ
に設定されている。一方、現像ロール５２は前記図３に
示す現像ロール１２と同じものを用いた。

【００８６】次に、この現像装置の動作について説明す
る。撹拌ロール５５の周囲には所定量の現像剤があらか
じめ供給されており、この撹拌ロール５５の全長にわた
って、ほぼ均一に吸着されている、そして、マグネット
ロール５５ｂとスリーブ５５ａとの両方が図中に示す矢
印の方向にそれぞれ回転駆動することにより、スリーブ
５５ａ上で穂状となった現像剤は磁界の変動とともに撹
拌、搬送され、トナーの摩擦帯電が行われる。また、マ
グネットロール５５ｂの回転により、この回転方向と逆
の方向に搬送され、現像ロール５２と対向する領域で現
像ロール５２の搬送方向と同じ方向に搬送され、撹拌ロ
ール５５と現像ロール５２が近接対向する位置の近傍に
到達する。

【００８７】また、本実施例では、撹拌ロール５５上の
現像剤層厚は磁極上で約６００μｍ、撹拌ロール５５と
現像ロール５２との間隙を４００μｍとして、スリーブ
５５ａを周速度３０ｍｍ／ｓｅｃ、マグネットロール５
５ｂを周速度８００ｍｍ／ｓｅｃでそれぞれ回転させ
た。

【００８８】この現像ロール５２と撹拌ロール５５と
は、撹拌ロール５５上における現像剤の穂立ち（磁極上
高さ）よりも若干狭い間隙をおいて対向しており、撹拌
ロール５５上の現像剤が現像ロール５２との最近接点を
通過する際に、磁気ブラシの先端が現像ロール５２上の
現像領域を通過してきた現像剤層に接触し掻き取る。現
像剤は現像ロール５２表面から少しでも離れると、磁力
による拘束力が急激に減少し、再付着の機会を与えられ
る前に交番磁界の作用により磁気ブラシ内部に取り込ま
れ、代わって新しい現像剤が磁気ブラシの先端に現れて
現像ロール５２表面に接触し、現像ロール５２上に現像
剤層を形成する。

【００８９】現像ロール５２に供給された現像剤は磁気
記録層の磁界によって現像ロール５２の表面に吸着さ
れ、この磁気記録層の着磁間隔が１００μｍと小さな間
隔となっているので現像剤は薄い均一な現像剤層が現像
ロール５２上に形成される。また、現像ロール５２とス
リーブ５５ａは同電位となっているので、現像ロール５
２上に現像剤を供給、層形成する際に現像バイアスの影
響によるキャリアからのトナーの剥離がなく、撹拌部分
でトナーをキャリア表面に十分付着させたままの状態の
現像剤がほぼ１層ぎっしりと着いた現像剤層が均一に形
成される。

【００９０】現像ロール５２上の現像剤は現像ロール５
２の回転に伴って感光体ドラム５０と対向する現像領域
へと搬送され、キャリアに付着したトナーのみを感光体
ドラム５０上の静電潜像に転移してこれを現像する。こ
の時、現像剤層は感光体ドラム５０に対して非接触状態
に保持されている。現像ロール５２上に担持されて現像
領域を通過した現像剤は再び撹拌ロール５５と対向する
位置に運ばれ、撹拌ロール５５上の磁気ブラシとの接触
により回収される。

【００９１】撹拌ロール５５上に回収された現像剤はス
リーブ５５ａ上で穂状となって搬送され、消費したトナ
ー量に相当するトナー５７がトナー供給ローラ５８の回
転によって撹拌ローラ５５上の現像剤に直接補給され
る。そして、スリーブ５５ａ上の現像剤層の撹拌移動に
よりトナー濃度が均一化されるとともに、帯電され、次
の工程に進む。

【００９２】なお、本実施例では撹拌ロール５５が現像
ロール５２への現像剤の供給と回収だけでなく、撹拌、
帯電も行ったが、撹拌部材を別途設けて撹拌帯電させて
も構わない。また、現像ロールと撹拌ロールのスリーブ
は同電位とするのが好ましいが、必要に応じて電位差を
設けてもよい。また、現像領域通過後の回収現像剤にト
ナーを供給する方法は、本実施例では消費量に応じたト
ナー量に相当するトナーを補給する方法で行ったが、こ
れに限定されるものではない。

【００９３】次に、図１４に示す現像装置において、前
述の図３に示した現像装置で行った静電潜像の現像試験
と同様の試験を行い、調査した結果を説明する。評価項
目、評価基準は第一の実施形態と同じとした。評価結果
を表４に示す。（以下余白）

【表４】

【００９４】表４より磁極間隔が２５μｍ以上２５０μ
ｍ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を得られることがわかる。
第一の実施形態での評価結果と同様に、磁極間隔が２５
μｍより狭い場合には、現像剤層は全体的に疎な状態と
なり、キャリア付着、現像剤飛散が観察され、磁極間隔
が２５０μｍより広い場合には、現像剤飛散および着磁
パターン状のムラが発生した。したがって、本実施例の
ように表面に現像剤を担持して搬送する交番磁界発生手
段を現像部材に対して近接対向することで、上記のよう
に磁極間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下とした現像ロ
ールに対して現像剤の回収と供給および層形成を均一に
行うことができる。したがって、現像ロール上に均一な
現像剤層を形成することが可能となり、均一性の高い画
像を得ることができる。

【００９５】次に図１４に示す現像装置を用いて、前述
の図３に示した現像装置で行ったのと同様の画像濃度安
定性を調査した結果について説明する。評価項目、評価
基準は第一の実施形態と同じとした。評価結果を表５に
示す。

【００９６】

【表５】表５より、連続印字後における、上記ベタ印字領域と白
地領域での画像濃度の差は、連続印字前（表５中の初
期）のバラツキの範囲内であり、１００％のベタ印字領
域で濃度低下は発生していないことがわかる。

【００９７】次に図１４に示す現像装置の維持性につい
て第一の実施形態と同様に連続１０万枚印字テストを行
った結果、本願発明に係る現像装置５４では１０万枚を
通じて画像濃度およびトナー電荷量は良好に維持され
た。上記現像装置５４では、近接した磁気ブラシにより
現像剤に過大な力を作用させずに現像ロールから現像剤
の回収と新たな現像剤の供給および層形成が行われるの
で、現像剤剥離部材や層形成部材等が不要となり、現像
剤の劣化を防止することができる。上記実験において、
長期現像実験後のトナーおよびキャリアは初期と同様な
状態であり、劣化は見られなかった。また、１０万枚を
通じて現像剤搬送量に変動はほとんど生じていない。以
上のように、本願発明の現像装置では、良好な画質を、
長期にわたり安定して維持できることがわかる。

【００９８】なお、本実験では、現像ロール５２表面に
おける磁極間隔を１００μｍに設定したが、磁極間隔を
２５μｍ以上２５０μｍ以下に設定した場合において、
同様な結果が得られる。また、回収手段を撹拌ロールが
現像ロールに近接する手前に別途設ける構成も可能であ
る。

【００９９】［第６の実施形態］図１５は請求項１１、
請求項１２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７４では、現像剤
が収容されるハウジング６８の感光体ドラム７０と対向
する部位に現像用開口７３が設けられている。そして、
この現像用開口７３が設けられた位置に現像ロール６２
が配設され、感光体ドラム７０と近接して対向してい
る。この現像ロール６２は周面には小さなピッチで複数
の磁極が着磁されており、現像剤７１を吸着して薄い現
像剤層を形成し、感光体ドラム７０と対向する現像領域
に搬送するものである。さらに感光体ドラム７０と対向
する位置の反対側には、表面に現像剤を７１担持した撹
拌ロール７５が現像ロール６２表面に現像剤が接触でき
るように所定の間隙をおいて対向し、ロール端部を介し
て同電位となるように設けられている。この撹拌ロール
７５は回転可能な中空円筒状の非磁性スリーブ７５ａ
と、その内側に位置するマグネットロール７５ｂとから
構成され、スリーブ７５ａ上に現像剤を磁気的に吸着し
て、キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを形成するよ
うになっている。

【０１００】また、撹拌ロール７５の上方にはトナーホ
ッパー７６ならびにトナーホッパー７６から必要に応じ
た量のトナー７７を撹拌ロール７５上の現像剤に供給す
るトナ供給ローラ７８が設けられている。そして、ハウ
ジング６８の内面は、上記現像ロール６２および、撹拌
ロール７５の周面とほぼ一定の間隙をおいて対向してお
り、多量の現像剤を収容したり、現像剤を撹拌するため
のオーガーを配設する現像剤収容室を備えていない。

【０１０１】また、本実施例では、撹拌ロール７５上の
現像剤層厚は磁極上で約６００μｍ、撹拌ロール７５と
現像ロール６２との間隙を４００μｍとして、スリーブ
７５ａを周速度３０ｍｍ／ｓｅｃ、マグネットロール７
５ｂを周速度８００ｍｍ／ｓｅｃでそれぞれ回転させ
た。上記攪拌ロール７５および現像ロール６２は第５の
実施形態で用いたものと同じである。

【０１０２】現像ロール６２は図１５中に矢印で示す方
向に回転駆動され、表面に吸着した現像剤は現像ロール
６２の回転とともに移動する。一方、前記撹拌ロール７
５は図１５中に矢印で示す方向に、スリーブ７５ａと内
蔵マグネットロール７５ｂとをそれぞれ回転駆動し、ス
リーブ７５ａの表面に担持した現像剤は現像ロール６２
の表面に接触するとともに、現像ロール６２と対向する
領域では現像ロール６２の搬送方向と異なる方向に搬送
されるようになっている。

【０１０３】次にこの現像装置の動作について説明す
る。撹拌ロール７５の周囲には所定量の現像剤があらか
じめ供給されており、この撹拌ロール７５の全周にわた
って、ほぼ均一に吸着されている。そして、スリーブ７
５ａとマグネットロール７５ｂとの両方が図中に示す矢
印の方向にそれぞれ回転駆動するとにより、スリーブ７
５ａ上で穂状となった現像剤は磁界の変動とともに撹拌
され、トナーの摩擦帯電が行われながら搬送されて、現
像ロール６２と対向する位置の近傍に到達する。現像ロ
ール６２と撹拌ロール７５とは、撹拌ロール７５上の現
像剤穂立ち（磁極上高さ）よりも若干狭い間隙をおいて
対向しており、現像ロール６２と対向する位置近傍に搬
送された現像剤層は先端が現像ロール６２の表面に接触
する。現像剤は現像ロール６２と対向する領域では現像
ロール６２の周面の移動方向と異なる方向に搬送され、
現像ロール６２表面は撹拌ロール７５との最近接位置か
ら離れる方向に移動しているため、現像ロール６２の表
面近傍の現像剤だけを吸着して現像ロール６２の表面の
移動とともに搬送する。また、他の現像剤に阻まれて現
像ロール６２表面近傍に到達できなかった現像剤は、取
り残され、撹拌ロール７５と現像ロール６２が近接対向
する手前の領域に滞留して、現像ロール６２表面に接触
する機会に備えている。ここで、現像ロール６２表面に
接触する現像剤は溜まりを形成して現像ロール６２表面
を常に覆っているため、現像ロール６２表面に形成する
現像剤層が不足することはない。さらに、現像ロール６
２表面の磁気記録層は着磁間隔が１００μｍと小さな間
隔となっているので、過剰に供給された現像剤の内、現
像ロール６２表面近傍の現像剤だけに強い磁気拘束力が
働き、その上層部の現像剤には磁気拘束力がほとんど働
かないので現像ロール６２の移動とともに搬送される現
像剤層は、ほぼ一層のキャリアがぎっしりと並んだ均一
な層となる。

【０１０４】現像ロール６２上に形成された均一な現像
剤薄層は、現像ロール６２の回転にともなって、感光体
ドラム７０と対向する現像領域へと搬送され、キャリア
に付着したトナーのみを感光体ドラム７０上の静電潜像
に転移してこれを現像する。この時、現像剤層は感光体
ドラム７０に対して非接触状態に保持されている。現像
ロール６２上に担持されて現像領域を通過した現像剤は
撹拌ロール７５と対向する位置に搬送される。

【０１０５】一方、現像ロール６２と撹拌ロール７５が
近接対向する領域で現像ロール６２に供給されなかった
現像剤のうち、撹拌ロール７５表面近傍の現像剤は内蔵
するマグネットロール７５ｂの強い磁気拘束力を受け
て、現像ロール６２と最も近接する位置を通過する。現
像ロール６２と撹拌ロール７５が最近接する位置では、
撹拌ロール７５表面に働く交番磁界によって磁気ブラシ
が現像ロール６２表面を摺擦する。現像ロール６２上の
現像領域を通過した現像剤は磁気ブラシの摺擦に対して
逆らう方向に移動しているのでほとんどの現像剤が現像
ロール６２表面から引きはがされる。現像ロール６２表
面から少しでも離れると、現像ロール６２表面の磁力に
よる拘束力が急激に減少し、撹拌ロール７５上の磁気ブ
ラシに回収される。回収された現像剤はスリーブ７５ａ
上で穂状となって搬送され、消費したトナー量に相当す
るトナー７７がトナー供給ローラ７８の回転によって撹
拌ローラ７５上の現像剤に直接補給される。そして、ス
リーブ７５ａ上の現像剤層の撹拌移動によりトナー濃度
が均一化されるとともに、帯電され、次の工程に進む。

【０１０６】なお、本実施例では撹拌ロール５５が現像
ロール５２への現像剤の供給と回収だけでなく、撹拌、
帯電も行ったが、撹拌部材を別途設けて撹拌帯電させて
も構わない。また、現像ロールと撹拌ロールのスリーブ
は同電位とするのが好ましいが、必要に応じて電位差を
設けてもよい。また、現像領域通過後の回収現像剤にト
ナーを供給する方法は、本実施例では消費量に応じたト
ナー量に相当するトナーを補給する方法で行ったが、こ
れに限定されるものではない。

【０１０７】このような現像装置では、撹拌ロール７５
から搬送されてきた現像剤は最近接位置の手前で最近接
位置を通過してきた現像ロール６２表面に供給されるた
め、現像剤が撹拌ロール７５から現像ロール６２に供給
される領域は現像剤にあまり大きな圧力が加わらずソフ
トに現像ロール６２に現像剤を接触させ、現像剤を供
給、層形成することができる。なお、上記現像装置にお
いて、現像ロール６２と、撹拌ロール７５のスリーブ７
５ａとマグネットロール７５ｂの回転方向は、現像ロー
ル６２と撹拌ロール７５が対向する領域で現像ロール６
２の搬送方向と異なる方向に搬送されるようになってい
れば図示したものに限定されない。

【０１０８】本例の現像装置７４を用いて画像形成試験
を行ったところ、上記図１４に示す現像装置５４と同様
に良好な画像を長期にわたり安定して維持できることが
確認された。また、上記現像装置７４では、現像ロール
上の隣り合う磁極の間隔を１００μｍに設定したが、磁
極間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下に設定した場合に
おいても同様な結果が得られる。

【０１０９】［第７の実施形態］図１６は、請求項１３
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８４は、ハウジング９１の感
光体ドラム８０との対向部位に現像用開口８３が設けら
れ、この開口部８３に現像ロ−ル７２を配設するととも
に、感光体ドラム８０と対向する位置の反対側には、表
面に現像剤８１を担持した撹拌ロ−ル８５が現像ロ−ル
７２の表面に現像剤が接触するように所定の間隙をおい
て対向している。この攪拌ロールは、その端部を介して
現像ロールと同電位となるように電位が設定されてい
る。また、現像ロ−ル７２上の現像領域を通過した現像
剤を、撹拌ロ−ル８５ともっとも近接する位置よりも手
前で一旦回収する現像剤回収ロ−ル９５が、現像ロ−ル
７２に対向して撹拌ロ−ル８５の上方に設けられてい
る。現像ロ−ル７２および撹拌ロ−ル８５のスリーブ８
５ａとマグネットロ−ル８５ｂとは、図１６中に示す矢
印の方向に回転駆動され、これによりスリーブ８５ａ上
の現像剤は現像ロ−ル７２と対向する領域で現像ロ−ル
７２の搬送方向と異なる方向に搬送される。そして、攪
拌ロール８５上の現像剤は重力が現像ロ−ル７２から離
れる方向に働く領域で現像ロ−ル７２に供給されるよう
になっている。また、撹拌ロ−ル８５の上方には、トナ
ーホッパー８６ならびにトナーホッパー８６から必要に
応じた量のトナー８７を撹拌ロ−ル８５上の現像剤に供
給するトナー供給ローラ８８が設けられている。

【０１１０】上記現像剤回収ロール９５は中空の一部が
歪んだ形状をした円筒状の非磁性導電性スリーブ９５ａ
と、その内側に位置する磁界発生部材９５ｂから構成さ
れる。この磁界発生部材９５ｂは、異なる極性の磁極が
全周にわたって交互に着磁され、外側のスリーブ９５ａ
とは独立して回転することができるように設けられたも
のである。なお、本実施例ではスリーブの外径が１０ｍ
ｍで、等間隔にＳ極とＮ極を交互に４極配置し、各磁極
上の表面における半径方向の磁束密度は８０ｍＴに設定
されている。

【０１１１】なお、現像装置８４の他の構成は上記図１
５に示す現像装置７４と同じである。また、本実施例で
は、撹拌ロ−ル８５上の現像剤層厚は磁極上で約６００
μｍ、撹拌ロ−ル８５と現像ロ−ル７２との間隙を４０
０μｍ、現像剤回収ロ−ル９５と現像ロ−ル７２との間
隙を４００μｍとして、スリーブ８５ａを周速度３０ｍ
ｍ／ｓｅｃ、マグネットロ−ル８５ｂを周速度６００ｍ
ｍ／ｓｅｃ、磁界発生部材９５ｂの周速度を８００ｍｍ
／ｓｅｃでそれぞれ回転させた。

【０１１２】次に、この現像装置８４の動作について説
明する。撹拌ロ−ル８５の周囲には所定量の現像剤８１
があらかじめ供給されており、この撹拌ロ−ル８５の全
周にわたって、ほぼ均一に吸着されている。そして、ス
リーブ８５ａとマグネットロ−ル８５ｂとの両方が図中
に示す矢印の方向にそれぞれ回転駆動されることによ
り、スリーブ８５ａ上で穂状となった現像剤は磁界の変
動とともに撹拌され、トナーの摩擦帯電が行われなが
ら、現像ロ−ル７２と対向する領域で現像ロ−ル７２の
搬送方向と異なる方向に搬送され、現像剤に働く重力が
現像ロ−ル７２から離れる方向に働く領域で現像ロ−ル
７２との対向部近傍に到達する。現像ロ−ル７２と撹拌
ロ−ル８５とは、撹拌ロ−ル８５上の現像剤穂立ち（磁
極上高さ）よりも若干狭い間隙をおいて対向しており、
現像ロ−ルと対向する位置の近傍に搬送された現像剤層
は先端が現像ロ−ル７２の表面に接触する。現像ロ−ル
７２と対向する領域では、攪拌ロール上の現像剤は現像
ロ−ル７２の搬送方向と異なる方向に搬送され、現像ロ
−ル７２表面は撹拌ロ−ル８５との最近接位置から離れ
る方向に移動しているため、現像ロ−ル７２の表面近傍
の現像剤だけを吸着して現像ロ−ル７２の表面の移動と
ともに搬送される。

【０１１３】また、他の現像剤に阻まれて現像ロ−ル７
２表面近傍に到達できなかった現像剤は取り残され、一
部はスリーブ８５ａに沿って搬送され、他は撹拌ロ−ル
８５と現像ロ−ル７２が近接対向する手前の領域に滞留
して、現像ロ−ル７２表面に接触する機会に備えてい
る。ここで、現像ロ−ル７２表面に接触する現像剤は、
溜まりを形成して現像ロ−ル７２表面を常に覆っている
ため、現像ロ−ル７２表面に形成する現像剤層が不足す
ることはない。さらに、現像ロ−ル７２表面の磁気記録
層は着磁間隔が１００μｍと小さな間隔となっているの
で、過剰に供給された現像剤の内、現像ロ−ル７２表面
近傍の現像剤だけに強い磁気拘束力が働き、その上層部
の現像剤には磁気拘束力がほとんど働かない。また、撹
拌ロ−ル８５から搬送された現像剤が現像ロ−ル７２上
に供給・層形成される領域は現像剤が現像ロ−ルから離
れる方向に重力が働くので、現像ロ−ル７２から作用す
る磁気拘束力が重力に打ち勝ったキャリアだけが搬送さ
れる。従って、例えばしっかりと表面が現像ロ−ル７２
表面に接しているキャリアは現像ロ−ル７２から離脱す
ることなく搬送されるが、現像ロ−ル７２表面に直接接
触できずキャリア上に乗った状態のキャリアは脱落して
現像剤溜まりに留まるか、または落下し現像ロ−ル８５
上に戻されるため、現像ロ−ル７２の移動とともに搬送
される現像剤層は、安定してキャリアがほぼ一層ぎっし
りと並んだ状態の均一な層となる。

【０１１４】現像ロ−ル７２上に形成された均一な現像
剤薄層は、現像ロ−ル７２の回転に伴って、感光体ドラ
ム８０と対向する現像領域へと搬送され、キャリアに付
着したトナーのみを感光体ドラム８０上の静電潜像に転
移してこれを現像する。このとき、現像剤層は感光体ド
ラム８０に対して非接触状態に保持されている。

【０１１５】現像領域を通過した現像剤層を担持した現
像ロ−ル７２は現像剤回収ローラ９５と対向する位置に
至る。現像剤回収ロ−ル９５は現像ロ−ル７２に対して
近接対向しており、現像剤回収ロ−ル９５内部の磁界発
生部材９５ｂの強力な磁力により現像ロ−ル７２上のほ
とんどの現像剤が回収され、現像剤回収ロ−ル９５上に
移動する。現像剤回収ロ−ル９５上に移動した現像剤
は、磁界発生部材９５ｂの回転にともなってスリーブ９
５ａ上を図示する方向に移動し、現像剤回収ロ−ル９５
に内蔵した磁界発生部材９５ｂからの距離が遠くなる部
分に到達した際に磁気拘束力が弱まってスリーブ９５ａ
から落下し、現像剤回収ロ−ル９５の下に位置する撹拌
ロ−ル８５上に付着して搬送される。撹拌ロ−ル８５上
の現像剤は、内蔵されるマグネット８５ｂとスリーブ８
５ａの回転により、図１６中に矢印で示した回転方向に
搬送され、所定量のトナーの補給、撹拌、トナーの摩擦
帯電が行われて、現像剤に働く重力が現像ロ−ルから離
れる方向となる領域で現像ロ−ルと対向し、次の工程に
進む。

【０１１６】このような現像装置では、撹拌ロ−ルから
搬送されてきた現像剤は最近接位置の手前で最近接位置
を通過してきた現像ロ−ル表面に供給されるため、現像
剤が撹拌ロ−ルから現像ロ−ルに供給される領域では現
像剤にあまり大きな圧力が加わらずソフトに現像ロ−ル
に現像剤を接触させることができ、さらに重力に打ち勝
った現像剤だけが搬送されて均一な現像剤層が安定して
形成される。

【０１１７】本例の現像装置８４を用いて画像形成試験
を行ったところ、上記図１４に示す現像装置５４と同様
に良好な画像を長期に渡り安定して維持できることが確
認された。また、上記現像装置８４では、現像ロ−ル７
２上の隣り合う磁極の間隔を１００μｍに設定したが、
磁極間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下に設定した場合
においても同様な結果が得られる。

【０１１８】［第８の実施形態］図１７は請求項１３に
記載の発明の他の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９４は、ハウジング１０１の
感光体ドラム９０との対向部位に現像用開口９３が設け
られ、この開口部９３に現像ロ−ル１０２を配設すると
ともに、感光体ドラム９０と対向する位置の反対側に
は、表面に担持した現像剤が現像ロ−ル１０２表面に接
触できるように所定の間隙をおいて対向した撹拌ロ−ル
１０５と、撹拌ロ−ル１０５上の現像剤に常に補給トナ
ー９７が接触するように案内するガイド部材９９と、貯
蔵トナー９７をほぐしながらトナー９７をガイド部材９
９上に搬送するトナー搬送部材９８と、ガイド部材９９
上へ運ぶトナー量を規制する補給トナー量規制部材１０
０とを有している。さらに、図示しないがトナー収容部
９６の軸方向における端部にはトナー９７を補給するト
ナーボックスが連結されている。

【０１１９】現像ロ−ル１０２と撹拌ロ−ル１０５とは
ロ−ル端部を介して同電位となるように設けられてい
る。現像ロ−ル１０２および撹拌ロ−ル１０５のスリー
ブ１０５ａとマグネットロ−ル１０５ｂが図１７中に示
す矢印の方向に回転することで、スリーブ１０５ａ上の
現像剤は現像ロ−ル１０２と対向する領域で現像ロ−ル
１０２の搬送方向と異なる方向に搬送され、重力が現像
ロ−ル１０２から離れる方向に働く領域で現像ロ−ル１
０２に現像剤１１１を供給できるようになっている。な
お、現像装置９４の現像ロ−ル１０２および撹拌ロ−ル
１０５は前記図１５に示す現像装置７４と同じである。

【０１２０】次に、この現像装置９４の動作について説
明する。撹拌ロ−ル１０５上から現像ロ−ル１０２上へ
の現像剤１１１の供給および現像までの動作は第７の実
施形態と同じであり、また、現像終了後撹拌ロ−ル１０
５に回収される動作は第６の実施形態と同じであり、そ
れぞれの実施例で詳しく記述しているので、ここでは省
略し、撹拌ロ−ル１０５上に回収された現像剤へのトナ
ー補給の部分を説明する。

【０１２１】トナー収容部９６に収容された貯蔵トナー
９７はトナー搬送部材９８でほぐされながら搬送され、
トナー量規制部材１００とガイド部材９９が対向する供
給口を通ってガイド部材９９に沿って搬送され、撹拌ロ
−ル１０５に近接する位置まで搬送される。ガイド部材
９９の先端は撹拌ロ−ル１０５上の現像剤層にわずかに
接触しており、ガイド部材９９に沿って搬送されてきた
補給トナー９７は撹拌ロ−ル１０５上の現像剤に接触
し、キャリア表面に接触できたトナーは静電的に付着し
取り込まれ、余剰のトナーは取り込まれることなく次の
キャリアに取り込まれるまで留まる。補給トナーと接触
した現像剤はキャリア表面をトナーが覆う程度にトナー
が補給され、一定のトナー濃度に戻され、現像ロ−ル１
０２と対向する位置近傍まで搬送されながら撹拌と帯電
とが行われ、次の工程に進む。

【０１２２】このような現像装置９４では、撹拌ロ−ル
１０５から搬送されてきた現像剤１１１は最近接位置の
手前で最近接位置を通過してきた現像ロ−ル１０２表面
に供給されるため、現像剤が撹拌ロ−ル１０５から現像
ロ−ル１０２に供給される領域で現像剤にあまり大きな
圧力が加わらずソフトに現像ロ−ル１０２に現像剤を接
触させ、さらに重力に打ち勝った現像剤だけが搬送され
てキャリアがほぼ一層ぎっしりと配列された均一な現像
剤層を安定して形成することができる。

【０１２３】本例の現像装置９４を用いて画像形成試験
を行ったところ、上記図１４に示す現像装置５４と同様
に良好な画像を長期にわたり安定して維持できることが
確認された。また、上記現像装置９４では、現像ロ−ル
１０２上の隣り合う磁極の間隔を１００μｍに設定した
が、磁極間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下に設定した
場合においても同様な結果が得られる。

【０１２４】［上記実施形態の変更可能な構成］本願に
係る発明の実施形態は以上に説明したものに限定される
ものではなく、例えば次のような事項について設定又は
条件等を変更して実施することができる。・上記実施形態では、現像ロールの周面の移動速度は３
２０ｍｍ／ｓに設定したが、現像剤層の形成状態は上記
周面の移動速度に依存するものではなく、１０ｍｍ／ｓ
から９００ｍｍ／ｓ程度の領域において、均一な現像剤
層の形成が可能であり、また現像ロールの回転時に現像
剤の飛散は発生しない。・現像ロールの周面の移動方向は、感光体ドラムの周面
の移動方向と同方向でも、逆方向でもかまわない。・現像バイアス電圧を直流電圧を重畳した交流電圧と
し、交流電圧の波形を矩形波としたが、本発明はこれに
制限されるものではなく、目的や用途に応じた任意の現
像バイアス電圧が使用可能である。・上記実施形態は、単色の画像記録装置であるが、静電
潜像保持体上に複数色のトナーによるカラー画像を形成
し、トナー像を記録用紙上に一括転写するカラー画像記
録装置においても同様に適用可能である。・上記実施形態では、感光体ドラムを使用したが、誘電
体を使用して、例えば静電プリンターに使用されている
放電記録ヘッドや、特開昭５９−１９０８５４号公報に
開示されるイオン流制御ヘッド等により静電潜像を形成
するものであってもよい。

【０１２５】

【発明の効果】以上説明したように、本願に係る発明の
現像装置では、現像部材の周面に沿って現像剤を流下さ
せる現像剤流下手段、あるいは現像部材に近接対向して
設けられ、交番磁界を発生して表面に担持した現像剤を
搬送する交番磁界発生手段などの現像剤回収手段および
現像剤供給手段を有しており、現像剤に過大な力を作用
させずに現像部材からの現像剤の回収と現像部材上への
新たな現像剤の供給とを行うことができる。このため、
現像剤の回収及び供給時における現像剤の劣化を防止す
ることができる。さらに、現像剤の回収及び供給時にお
ける現像部材上の現像剤の交換、すなわち入れ替わりは
効率よく行われるので、現像部材上の現像剤と現像剤収
容部内の現像剤とのトナー濃度差は生じず、従って画像
濃度の低下も発生しない。

【０１２６】また、現像部材の周面に磁極もしくは電極
を小さなピッチで形成することにより、二成分現像剤の
キャリアを現像部材の周面に薄い層で吸着させることが
できる。このため、現像剤を流下させたり、交番磁界を
近接対向させたときの現像剤の回収と新たな現像剤の供
給と層形成とを効率よく行うことができ、画像濃度ムラ
をより確実に防止することができる。また、層厚規制部
材等を用いることなく現像部材の周面上に現像剤の薄層
を形成して現像に供することができ、現像剤の劣化をよ
り低減することができる。従って、画質の安定性及び維
持性に優れた高品位な画像が得られる。

【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４、請求項６
又は請求項７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に示す現像装置で用いられる現像ロー
ルの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の方法を示す
図である。

【図６】図３に示す現像装置における現像ロールへ
の現像剤の供給動作を示す図である。

【図７】図１に示す画像形成装置で現像装置のキャ
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８】図３に示す現像装置におけるプリント枚数
とベタ画像濃度との関係を示す図である。

【図９】図３に示す現像装置におけるプリント枚数
とトナー電荷量との関係を示す図である。

【図１０】図３に示す現像装置で用いることができ
る現像ロールの他の着磁の方法を示す図である。

【図１１】請求項１、請求項２、請求項５、請求項
６又は請求項７に記載の発明の一実施形態である現像装
置で用いられる現像ロールの部分拡大図である。

【図１２】請求項１、請求項２、請求項４、請求項
６又は請求項８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１３】請求項１、請求項２、請求項４、請求項
６又は請求項９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１４】請求項１、請求項３又は請求項１０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１５】請求項１１又は請求項１２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１６】請求項１３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１７】請求項１３に記載の発明の他の実施形態
である現像装置を示す概略構成図である。

【図１８】本願発明に係る現像装置の作用を説明す
る図である。

【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１１，３１，４１ハウジング１２，３２，４２現像ロール１２ａ導電性基体１２ｂ磁気記録層１３，３３，４３スクリューオーガー１４，３４，４４スクリューオーガー１５ベルト状部材１６，１７支持ロール１８突起部１９，３９仕切り壁２２現像ロール２２ａ導電性基体２２ｂ絶縁性層２２ｃ電極２２ｄ絶縁材料の層３５羽根車４５仕切り板４６現像剤収容部４７排出口５０，７０，８０，９０感光体ドラム５１，７１，８１，１１１現像剤５２，６２，７２，１０２現像ロール５３，７３，８３，９３現像用開口５４，７４，８４，９４現像装置５５，７５，８５，１０５攪拌ロール５５ａ，７５ａ，８５ａ，１０５ａスリーブ５５ｂ，７５ｂ，８５ｂ，１０５ｂマグネットロー
ラ５６，７６，８６トナーホッパー５７，７７，８７，９７トナー５８，７８，８８トナー供給ローラ９５現像剤回収ロール９５ａスリーブ９５ｂ磁界発生部材６１，６８，９１，１０１ハウジング９６トナー収容部９８トナー搬送部材９９ガイド部材１００トナー量規制部材

フロントページの続き (72)発明者伊藤功神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に静電潜像が形成される像担持体と
近接離間または接触して設けられ、周面が周回可能に支
持された現像部材と、この現像部材と前記像担持体との間に現像バイアス電圧
を印加する現像剤バイアス電源とを備え、前記現像部材の周面に、トナーとキャリアとを混合した
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、前記現像部材上の現像剤を回収する現像剤回収手段と、前記現像部材上に現像剤を供給し、層形成する現像剤供
給手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤回収手段および前記現像剤供給手段は前記現
像部材の上方から該現像部材の周面に沿って現像剤を流
下させる現像剤流下手段であることを特徴とする現像装
置。
【請求項３】請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤回収手段および前記現像剤供給手段は前記現
像部材に近接対向して設けられ、交番磁界を発生して表
面に担持した現像剤を搬送する交番磁界発生手段である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかに記載
の現像装置において、前記現像部材の周面に沿って異なる極性の磁極が交互に
設けられ、隣り合う磁極間の距離が２５μｍ以上、２５
０μｍ以下となるように着磁されていることを特徴とす
る現像装置。
【請求項５】請求項１から請求項３のいずれかに記載
の現像装置において、前記キャリアが高抵抗材料からなり、前記現像部材の周面に複数の線状または細帯状の電極
が、隣り合う中心間の距離を２５μｍ以上で２００μｍ
以下として設けられ、隣り合う電極間に電圧を印加する電源装置を備えること
を特徴とする現像装置。
【請求項６】請求項２に記載の現像装置において、前記現像剤流下手段は、前記現像部材の周回方向の下流
側から上流側に流下させるものであることを特徴とする
現像装置。
【請求項７】請求項２または請求項６に記載の現像装
置において、前記現像剤流下手段は、前記現像部材の現像可能幅とほ
ぼ同じ幅を有し、周回可能に張架されたベルト状部材を
含むことを特徴とする現像装置。
【請求項８】請求項２または請求項６に記載の現像装
置において、前記現像剤流下手段は、前記現像部材の現像可能幅とほ
ぼ同じ幅を有し、現像剤をすくい上げて前記現像部材の
上方に搬送する羽根車を有することを特徴とする現像装
置。
【請求項９】請求項２または請求項６に記載の現像装
置において、前記現像剤流下手段は、前記現像部材の上方で現像剤の
収容部を形成する仕切り部材を有し、該仕切り部材に
は、前記現像部材の幅方向にほぼ均等に現像剤を排出す
る開口が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】請求項３に記載の現像装置において、前記交番磁界発生手段は、周面に複数の磁極を有する周
回可能な磁界発生手段と、該磁界発生手段の周面の外側
に支持されたスリーブを有し、該スリーブ表面に担持した現像剤が前記磁界発生手段と
前記スリーブとの相対的移動により前記スリーブの外周
面上を搬送されることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の現像装置におい
て、前記現像部材と前記スリーブの最近接位置を通過した現
像部材上に現像剤を供給することを特徴とする現像装
置。
【請求項１２】請求項１１に記載の現像装置におい
て、前記スリーブ表面に担持した現像剤は前記現像部材表面
に接触するとともに、前記現像部材と対向する領域では現像部材の搬送方向と
異なる方向に搬送されることを特徴とする現像装置。
【請求項１３】請求項１２に記載の現像装置におい
て、前記現像部材上に現像剤を供給する領域は現像剤に働く
重力が現像部材から離れる方向に働く位置に設けたこと
を特徴とする現像装置。