JPH11102120A

JPH11102120A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11102120A
Application number: JP10219826A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Tanaka; 英明田中; Nobumasa Furuya; 信正古谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】現像ロール上に過不足のない均一な現像剤薄
層を、現像剤の劣化を抑えて行い、濃度と均一性に優れ
た高品位な印字画像を安定して得られる現像装置を提供
する。【解決手段】感光体ドラム１に対向して配置されてト
ナーにより静電潜像を顕像化する現像ロール２１と、感
光体ドラム１に対向する前に現像ロール２１上に現像剤
層を形成する層形成ロール２３とを設け、現像ロール２
１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、層形成ロール２３は現像ロール２１
に間隙をおいて対向して設けられて、表面に担持した現
像剤を現像ロール２１の周面と同一方向に移動させなが
ら交番磁界を発生する交番磁界発生部材２３ｂを有し、
交番磁界発生部材２３ｂにより形成する交番磁界は、現
像ロール２１と交番磁界発生部材２３ｂとの間に設けた
間隙と等しい距離だけ交番磁界発生部材２３ｂから離れ
た位置での垂直方向の磁束密度のピーク値が、現像ロー
ル２１の表面の垂直方向の磁束密度ピーク値よりも小さ
く設定してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁性キャリアとこの
磁性キャリアに電気的に吸着されるトナーとを含む二成
分現像剤を用い、像担持体上に形成された潜像に二成分
現像剤中のトナーを選択的に転移させて可視化する現像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法におけるトナーと磁性
キャリアとを含む二成分現像剤を用いた現像方法は、現
像剤中のトナー濃度の制御が必要であること、トナーの
補給だけでなく、キャリアを帯電能力の低下にともなっ
て定期的に交換しなければならない等の課題を有するも
のの、画質特性、および現像剤の搬送性の点で優れた特
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、例えば、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、この現像ロール上に現像剤を担
持して像担持体と対向する位置に搬送され、潜像に応じ
た位置にトナーが転移するようになっている。現像ロー
ル上の現像剤量は、像担持体へ転移するトナー量に起因
する画像濃度のみならず他の印字画像品質も大きく左右
するため、像担持体と対向する手前で所定の現像剤量の
現像剤層を形成するようになっている。

【０００４】現像ロール上への層形成手段としては、ト
リマーやブレードといった層規制部材で所望の層厚に規
制して均一化する技術や、特開平７−３３３９９３号公
報に開示されるように、第一トナー搬送手段と第二トナ
ー搬送手段を互いに回転状態で接触させることで安定し
たトナー量を第二トナー搬送手段上に得る技術などがあ
る。また、特開平８−１３７２６５号公報に開示された
現像装置では、現像スリーブに対向して磁性棒を回転さ
せて、現像スリーブ内部に固定して設けた複数の磁石と
の磁界により現像剤を現像スリーブ上から除去し、弾性
部材を現像スリーブに押しつけることで層厚を規制して
現像剤層を形成している。また、現像ロール上への層形
成とは異なるが、特公平２−６０６５号公報に開示され
る技術では、記録媒体上に磁化パターンを形成し、複数
の固定磁石を内部に設けた回転するスリーブで磁性トナ
ーを搬送し、磁化パターンに応じて磁性トナーを磁気的
に吸着するように特定磁界の向きと強度で現像（記録媒
体上へ層形成）している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トリマーやブレード等の層規制部材を用いて層形成を行
う場合には、層厚規制部材の背面部、即ち現像剤搬送方
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剤担持体の間隙を通過する
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。

【０００６】また、特開平７−３３３９９３号公報に開
示される技術では、現像ロール上のトナー量を規制する
ために、現像ロール（第一トナー搬送手段）に対して低
硬度の第二トナー搬送手段をニップ部が食い込むほど接
触させて、それぞれの表面同士をこすりつけて通過する
トナー量を規制しているため、トナー表面の外添剤が埋
まり込んで帯電不良を起こしてかぶりなどを発生した
り、スリーブ表面に固着して画像抜けを引き起こす問題
があった。また、特開平８−１３７２６５号公報に開示
される技術では、現像ロール上の現像剤の除去と再供給
を行うだけで、層形成は別途層形成手段を設ける必要が
ある上、現像ロールの磁極が移動するロールへの供給は
構成上不可能であった。さらに、特公平２−６０６５号
公報に開示される技術では、磁性トナーを吸着させるの
もで、キャリアとトナーからなる現像剤層を形成しよう
とする課題を解決できるものではなかった。

【０００７】また、装置の設置スペースを縮小する等と
言った要請から現像装置の小型化が望まれているが、現
像装置を小型化した場合には、キャリア付着や現像剤入
換え性の悪化と言った課題が生じてしまっていた。すな
わち、現像装置の小型化を進めていくと、互いに対向す
る現像ロール（現像部材）と層形成ロール（層形成手
段）の曲率が大きくなるため、現像ロールと層形成ロー
ルとが対向する層形成領域が狭くなる。従って、現像ロ
ール上のキャリアが層形成ロールの磁気ブラシに接触す
る機会が少なくなり、層形成領域でのキャリア回収能力
が低下して余剰キャリアを十分に回収しきれないうちに
層形成ロール側の交番磁界の磁気拘束力が及ぶ領域から
離れてしまい、結果として、現像ロール上の単層化が不
完全な状態で現像領域まで運ばれ、現像時に像担持体に
キャリアが移動する。

【０００８】さらに、現像領域を通過した現像剤層を層
形成ロールの交番磁界で回収しながら、現像ロールに新
しい現像剤層を形成する場合には、層形成領域におい
て、層形成ロールの交番磁界に比べて現像ロールによる
磁界が強すぎると、現像ロール表面に接触しているキャ
リアには大きな磁気拘束力が働き、層形成ロールの磁気
ブラシが接触しても移動しにくいために剥離しにくくな
り、現像剤の入換え性が若干低下する。実際には、現像
剤の入れ換え効率が多少低下しても、像担持体（感光体
ドラム）に対して現像ロールは十分な量のトナーを供給
できる能力を有しているため、通常、濃度低下を引き起
こすことはないが、像担持体に対して、現像ロールの周
速度が十分に速くない場合にはトナー供給量に余裕がな
くなって濃度低下を引き起こしていた。また、現像装置
を小型化すると、前述のように、層形成領域の幅が狭く
なってくるため、現像ロール上のキャリアが磁気ブラシ
に接触する機会が少なくなり、層形成ロールの交番磁界
に比べて、現像ロールによる磁界が強すぎると、層形成
領域を１回通過しただけでは現像剤が十分に入れ換わる
ことができず、濃度低下を起こしていた。

【０００９】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
トナーと磁性キャリアとを含む二成分系現像剤を用い
て、現像部材上に過不足のない均一な現像剤薄層を、現
像剤の劣化を抑えて行い、濃度と均一性に優れた高品位
な印字画像を安定して得られる現像装置を提供すること
にある。また、本発明の目的とするところは、現像剤層
の多層化を抑えて、安定して単層の現像剤層を得ること
ができ、キャリア付着や濃度ムラを防止し、現像剤層の
入換えも効率的に行われて、小型の現像装置でも、濃度
の低下、濃度ムラ、キャリア付着のない高品位な画像が
安定して得られる現像装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、磁性キャリ
ア粒子とこの磁性キャリア粒子に電気的に吸着されるト
ナーとを含む二成分現像剤を用い、像担持体（感光体ド
ラム等）上に形成された静電潜像に前記トナーを選択的
に転移させて可視化する二成分現像装置において、前記
像担持体に対向して配置されてトナーにより静電潜像を
顕像化する現像部材（現像ロール等）と、前記像担持体
に対向する前に該現像部材上に現像剤層を形成する層形
成手段（層形成ロール等）を設け、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、前記層形成手段は前記現像部材に間隙をおい
て対向して設けられて、表面に担持した現像剤を前記現
像部材周面と同一方向に移動させながら交番磁界を発生
する交番磁界発生手段を有し、前記交番磁界発生手段に
より形成する交番磁界は、前記現像部材と前記交番磁界
発生手段との間に設けた間隙と等しい距離だけ前記交番
磁界発生手段から離れた位置での垂直方向の磁束密度の
ピーク値が、前記現像部材表面の垂直方向の磁束密度ピ
ーク値よりも小さいことを特徴とする現像装置によって
達成される。

【００１１】ここで、キャリア付着や現像剤入換え性の
悪化を防止するためには、前記現像部材表面の垂直方向
の磁束密度ピーク値は、前記現像部材と前記交番磁界発
生手段との間に設けた間隔と等しい距離だけ離れた位置
での前記交番磁界による磁束密度ピーク値の２倍以下と
するのが好ましい。また、前記現像部材上の磁極は発生
させる磁界の強さおよび磁極間隔を適切に選択すること
によって上記のようなキャリアの層を形成することがで
きる。例えば、磁極間の距離を２５μｍ〜２５０μｍ程
度とし、Ｓ極とＮ極が交互となるように着磁されている
と、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することができる。な
お、上記磁極は現像部材の周面に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外周部材とし、その
周面付近に上記磁極を設けてもよい。

【００１２】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は図１０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１０
０の表面に垂直な方向の磁界成分は、現像部材１００の
表面の近傍において急激に減衰する。従って、現像剤１
０１は極上部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しやすい。

【００１３】そして、前記交番磁界発生手段の磁力によ
って前記層形成手段の表面に磁気的に担持された現像剤
は、前記現像部材周面と同一方向に移動しながら、前記
交番磁界による磁界の変化に伴って磁気ブラシとなって
移動し、前記交番磁界発生手段と前記現像部材が最も近
接する位置に到達する前に前記現像部材の表面に接触す
る。

【００１４】そして、前記交番磁界発生手段と前記現像
部材との間隙が最も狭くなる最近接点を通過する際には
それほど大きな圧力はかからないが、キャリア粒子が効
率よく通過できるように磁気ブラシの先端が崩れて最配
列し、キャリアが現像部材表面に効率的にすき間なく接
触する。そして、前記最近接点通過後、前記層形成手段
上の磁気ブラシは前記現像部材から離れていくため、前
記最近接点通過直後の位置で前記現像部材上の前記現像
部材表面に接触できなかった二層目以上のキャリアは前
記現像部材表面に留まろうとするが、前述したように現
像部材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し磁気拘束力が微弱で前記交番
磁界による磁気拘束力の方が強いため、前記現像部材表
面から容易に引きはがされ交番磁界の変化による磁気ブ
ラシの移動に伴って前記交番磁界発生手段に沿って搬送
される。

【００１５】一方、前記現像部材表面に接触して強い磁
気拘束力が働く一層目のキャリアは、磁気ブラシが現像
部材から離れる際に前記層形成手段の交番磁界による磁
気拘束力よりも大きな現像部材磁極による強い磁気拘束
力が働いているため、確実に前記現像部材表面に残って
均一な現像剤層が安定して形成される。この結果、層厚
規制部材を用いずに現像部材表面に現像剤を軽く接触さ
せ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。また、現像時に現像部材と付着力が弱
く、容易にトナーと一緒に像担持体上に飛散して画像欠
陥となるキャリアが環境が変動してもまったく発生せ
ず、安定した印字画像を提供できる。

【００１６】特に、現像部材表面の垂直方向の磁束密度
ピーク値を、現像部材と交番磁界発生手段との間に設け
た間隔と等しい距離だけ離れた位置での交番磁界による
磁束密度ピーク値の２倍以下に設定した場合には、キャ
リアがキャリア径の半分程度の距離だけ現像部材表面か
ら離れただけでも層形成手段側に働く磁気拘束力の方が
大きくなって層形成手段側に回収されるため、１層目の
キャリア層の窪みに入り込んだ１．５層に位置するキャ
リアや、極まれに発生する２層目に乗ったキャリアが存
在しても、これら余剰キャリアが確実に回収される。一
方、１層目キャリアは、磁気ブラシが現像部材から離れ
る際に層形成手段の交番磁界による磁気拘束力よりも強
い現像部材側の磁極による磁気拘束力が働いているた
め、現像部材表面に残って均一な単層が形成される。

【００１７】さらに、現像装置が小型の場合には、層形
成領域が狭く、余剰現像剤を回収する磁気ブラシに接触
する機会が少なくなるが、この場合にあっても、２層目
以降のキャリアに働く層形成手段側への磁気拘束力の方
が十分に大きいため、余剰キャリア回収能力が高くなっ
て現像部材表面には均一な単層が形成され、キャリア付
着が抑えられて特に有効である。さらには、層形成手段
が現像領域通過後の現像剤層を回収し更に新しい現像剤
層を形成する場合には、現像部材上のキャリアは適度に
強い磁気拘束力が働いて交番磁界により容易に現像部材
上を移動できるため、磁気ブラシの接触により、ほとん
どの現像剤層が入れ換わり、濃度低下も発生しない。

【００１８】さらには、本発明の現像装置では、前記現
像部材に設けられた複数の磁極はそれぞれ磁束密度の分
布が複数のピークを有するようにするのが好ましい。こ
のような磁極配置においては、図１２に示すように、狭
い磁極間隔で隣接するＮ極ピーク位置（Ｍ２）とＳ極ピ
ーク位置（Ｍ３）の間に強い磁界が形成される。また、
これらの磁極ピーク位置の外側には、各々二山分布形状
を形成するもう一方のＮ極ピーク位置（Ｍ１）とＳ極ピ
ーク位置（Ｍ４）とが形成されるが、磁束はほとんどが
Ｍ２〜Ｍ３間に回り込むので、Ｍ１〜Ｍ２間及びＭ３〜
Ｍ４間には磁束がほとんど分布しない状態となる。この
ため、磁束は隣接するＮ極ピーク位置〜Ｓ極ピーク位置
間で現像部材の表面近くに集中し、現像部材の表面に垂
直な方向の磁界成分は急激に減衰して磁界は遠方には及
ばなくなる。

【００１９】このように磁束が分布する状態では、上記
したと同様のメカニズムで、図１３に示すように、Ｎ極
ピーク位置〜Ｓ極ピーク位置間（Ｍ２〜Ｍ３間）に吸着
されたキャリア１０１はほぼ単層となり、さらにキャリ
ア１０１の層が現像部材１００の周面に形成されると磁
力線がこのキャリア１０１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、Ｎ極ピーク位置
〜Ｓ極ピーク位置間（Ｍ２〜Ｍ３間）においてほぼ単層
の均一な現像剤層を形成することができ、また、キャリ
アに対しては、上記強磁界により強い磁気拘束力が作用
するため、現像剤の飛散及び像担持体上へのキャリア付
着は発生しない。一方、各磁極の二つのピーク位置間
（Ｍ１〜Ｍ２間及びＭ３〜Ｍ４間）においては、磁界が
極めて微弱であるためにキャリアに作用する磁気拘束力
は弱くなり、現像剤層を保持することはできない。従っ
て、強磁界が形成されるＮ極ピーク位置〜Ｓ極ピーク位
置間（Ｍ２〜Ｍ３間）のみに、ほぼ単層の均一な現像剤
層が形成される。

【００２０】さらに、現像領域を通過後の現像剤層を剥
離して新しい現像剤層を形成する際には、特に優れた高
効率の現像剤入換えが行われる。すなわち、層形成の際
に、磁気ブラシの接触や交番磁界により現像部材上のキ
ャリアがＮ極ピーク位置とＳ極ピーク位置との間（Ｍ２
〜Ｍ３間）から各磁極の２つのピーク位置の間（Ｍ１〜
Ｍ２間およびＭ３〜Ｍ４間）に移動する。前述のよう
に、各磁極の２つのピーク位置の間（Ｍ１〜Ｍ２間およ
びＭ３〜Ｍ４間）は磁界が極めて微弱であるためにキャ
リアに作用する磁気拘束力は弱いため、１層目のキャリ
アに働く磁気拘束力は層形成手段側の交番磁界による磁
気拘束力の方が大きく、確実に現像部材から剥がされ、
変わりに新しいキャリアが付着して現像剤層を形成す
る。このため、現像層の入換えが確実に行われ、小型の
現像装置でも濃度低下が発生しない。

【００２１】また、本発明の好ましい一態様では、前記
交番磁界発生手段は、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、前記磁界発
生手段は周面の全域に渡ってＳ極とＮ極が交互に着磁さ
れ、周回駆動される磁石ロールである。すなわち、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
搬送されるものとすることができる。このような現像装
置は、例えば前記スリーブは非磁性材料からなるもので
あり、前記磁界発生手段は周面の全域に渡ってＳ極とＮ
極が交互に着磁され、周回駆動される磁石ロールによっ
て達成される。これにより、前記現像部材に対向するス
リーブ上には周期的にＳ極とＮ極とが入れかわる交番磁
界が発生し、前記スリーブ上に担持した現像剤が外周上
を搬送して前記現像ロール表面に接触して現像剤層を形
成することができる。

【００２２】なお、特開平７−３３３９９３号公報に開
示された技術は、回転するロール形状の層規制部材を用
いたものであり、薄層は第二搬送手段を現像ロールに押
しつけて磁性トナーが通りにくくしているのもので、本
発明とは異なり現像剤劣化を避けられるものではない。
また、特開平８−１３７２６５号公報に開示された技術
は、磁性棒を用いて現像ロール上の現像剤を除去および
再供給しているが、現像ロール側の磁極が移動する場合
には成立不可能な上、現像に好ましい現像剤層厚に調整
する機能はなく、層形成手段を別途設ける必要があり、
本発明とは大きく異なっている。また、特公平２−６０
６５号公報に開示された技術は、移動する磁極上に磁力
により磁性トナー像を形成するものであるが、表面に微
小な磁極を設けた現像部材への二成分現像剤の層形成に
応用しようとしても、磁性トナーとキャリアの粒径、比
重が大きく異なるものであり、さらに、その現像剤層を
均一なほぼ一層を得ようとするのは容易に類推できない
ことは言うまでもない。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明を実施形態に基づいて具体
的に説明する。図１には、本発明に係る現像装置を適用
した画像記録装置の一例を示してある。同図において、
１は静電潜像担持体としての感光体ドラム（像担持体）
であり、この感光体ドラム１は、導電性材料からなる円
筒部材１ａの表面に感光体層１ｂを薄層に形成したもの
である。この感光体層１ｂとしては、例えば、負帯電の
有機感光体が用いられる。また、上記感光体ドラム１の
外径は、例えば、１００ｍｍに設定される。

【００２４】上記感光体ドラム１の周囲には、その回転
方向（同図中の矢印方向）に沿って、帯電器２と、露光
手段３と、円筒部材からなる現像ロール１１を感光体ド
ラム１に対面させた現像装置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とからなる電子写真記録手段が順
次配設されている。

【００２５】この画像記録装置において、感光体ドラム
１は、図示しない駆動手段によって同図中の矢印方向に
回転駆動され、この感光体ドラム１の表面は、帯電器２
によって所定の電圧に一様に帯電される。次いで、感光
体ドラム１の表面には、露光手段３により画像に対応し
た露光が行われて、静電潜像が形成される。感光体ドラ
ム１の表面に形成された静電潜像は、現像装置４によっ
てトナー現像されて、顕像化される。その際、現像ロー
ル１１（現像部材）には、図示しない現像バイアス用の
電源によって現像バイアスが印加されるようになってい
る。

【００２６】次に、こ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、必要に応じて転写前コロトロン
５によって帯電を受け、続いて記録用紙１０上に転写コ
ロトロン６の帯電によって転写される。その後、この記
録用紙１０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、この記録用紙１０は、図
示しない定着器へと搬送されて、トナー像は記録用紙１
０上に定着されて画像記録は終了する。なお、トナー像
の転写および記録用紙１０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
清掃された後、光除電器９による露光を受け残留電荷が
除電され、次の画像記録工程に備える。

【００２７】上記の露光手段３としては、画像情報に応
じた露光が可能なものであれば任意の露光手段を使用す
ることができる。この露光手段３としては、例えば、レ
ーザー書き込み装置、ＬＥＤアレイ、一様光源と液晶マ
イクロシャッターからなる液晶ライトバルブ等任意のも
のが目的に応じて使用できる。また、この露光手段３
は、画像部露光を行うものであっても、非画像部（背景
部）露光を行うものでもどちらでも良く、必要に応じて
適宜選択される。

【００２８】図２には、上記の現像装置４の構成を示し
てある。この現像装置４は、二成分現像剤を収容するハ
ウジング２０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（現像部
材）２１と、現像ロール２１に近接対向して現像領域を
通過した現像剤を現像ロール２１から剥離する剥離ロー
ル２２と、現像剤が剥離された現像ロール２１と所定間
隔をおいて対向配置され現像剤を現像ロール２１と対向
する位置に搬送して現像ロール２１上に現像剤層を形成
する層形成ロール２３（層形成手段）と、剥離ロール２
２から剥離した現像剤にトナーを補給するトナー補給手
段１９と、トナーが補給された現像剤を搬送しながら撹
拌する搬送手段１８とを有している。

【００２９】現像ロール２１は、図３に示すように、導
電性基体２１ａ上に磁気記録層２１ｂを積層して構成さ
れており、導電性基体２１ａには図示しない現像バイア
ス電源により、現像バイアス電圧が印加される。また、
磁気記録層２１ｂには、現像ロール２の全周にわたって
Ｓ極とＮ極とが交互に着磁されており、図２中に示す矢
印方向に回転駆動される。なお、本例では、現像ロール
２１は直径３０ｍｍとし１００ｒｐｍで回転駆動した。
また、磁気記録層２１ｂは磁性材料としてγ−Ｆｅ₂Ｏ₃
を、結着樹脂としてポリウレタンを使用しており、磁気
記録層２１ｂの層厚は５０μｍとなっている。また、磁
気記録層２１ｂの着磁には磁気記録用ヘッドを使用し、
磁化の方向は図３に示すように現像ロール２１の表面に
対して水平方向とした。

【００３０】次に、磁気記録用ヘッドを用いた磁気記録
層２１ｂの着磁について説明する。磁気記録層２１ｂの
着磁は、図４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２４によって行われ
る。この磁気記録用ヘッド２４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部材２５と、
このコア２５に巻き回されたコイル２６とを有し、コア
２５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２６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２６に電流が流れると、コア２５内に磁束２７が発生
して、この磁束２７はコア２５の先端から磁気記録層２
１ｂ内を通る。これにより、磁気記録層２１ｂが磁化さ
れる。

【００３１】また、コイル２６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４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。なお、現像ロール２１は表面に磁界が及んでキャリ
アを保持しながら感光体ドラム１と電位差が設けられば
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。

【００３２】上記の層形成ロール２３は周方向に複数の
磁極を有する磁界発生部材２３ｂ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２３ａとを備えて
おり、これら磁界発生部材２３ｂとスリーブ２３ａとに
より交番磁界発生手段が構成されている。磁界発生部材
２３ｂは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２３ａ表面に形成する
ようになっており、磁界発生部材２３ｂまたは磁界発生
部材２３ｂとスリーブ２３ａとの両方が回転することに
より、スリーブ２３ａの表面に交番磁界を発生させてト
ナーをキャリアと均一に混合、摩擦帯電しながら磁気ブ
ラシを層形成ロール２３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し、磁気ブラシの
先端が現像ロール２１の表面に接触して現像剤層を形成
する。

【００３３】なお、層形成ロール２３の磁極ピッチは搬
送、撹拌性能が良好な１〜６ｍｍ程度が好ましく、現像
ロール２１の磁極ピッチよりも大きい方がよい。本例で
は、直径が２４ｍｍのスリーブ２３ａと、磁界発生部材
２３ｂとしてスリーブ２３ａ周面上で磁極間ピッチが約
４ｍｍとなる間隔でＮ極Ｓ極が交互に着磁された磁石ロ
ールを用いた。また、現像ロール２１とのギャップを
０．５ｍｍとし、スリーブ２３ａを１０ｒｐｍで、磁石
ロール（磁界発生手段２３ｂ）を６００ｒｐｍの速度で
図２に矢印で示す方向にそれぞれ回転させた。

【００３４】上記の剥離ロール２２は、周回可能に設け
たスリーブ２２ａと、内部に複数の磁極を設けた固定磁
石２２ｂとからなり、複数の磁極は現像ロール２１上か
ら現像剤を磁気的に剥離し、スリーブ２２ａの回転によ
ってスリーブ２２ａに沿って搬送し、現像ロール２１か
ら離れた位置でスリーブ２２ａ表面から剥離する様に設
けられている。なお、剥離ロール２２の表面から現像剤
を剥離するには同極反発磁極を設ける他に、磁力がまっ
たく及ばない領域を作って剥離してもよい。

【００３５】次に、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２１から対向する
剥離ロール２２に磁気的に移動し、図２中に矢印で示す
方向に回転するスリーブ２２ａに沿って移動し、同極の
反発磁界が働く部分でスリーブ２２ａから剥離し、トナ
ー補給手段１９によりトナーを補給され撹拌されながら
トナー搬送手段１８により層形成ロール２３上に供給さ
れる。層形成ロール２３上の現像剤は内蔵する磁石ロー
ル２３ｂの回転により、図２に矢印で示す方向にスリー
ブ２３ａ上を移動して現像ロール２１に接触する。

【００３６】この現像ロール２１に接触した現像剤のう
ち、現像ロール２１の表面に接触したキャリアには比較
的強い磁気拘束力が働き、対向する層形成ロール２３の
交番磁界の影響下でも磁気拘束力の方が大きいため、磁
気ブラシのチェーンが先端でちぎれ易く、最終的に現像
ロール２１上に残留し、現像剤層を形成する。なお、現
像ロール２１上の二層目以上のキャリアは現像ロール２
１上に留まろうとするが、磁気拘束力が微弱で交番磁界
の方が強く働くため、現像ロール２１から容易に離れて
層形成ロール２３上の磁気ブラシとして層形成ロール２
３に沿って移動する。その結果、現像ロール２１表面に
はキャリア一層の均一な現像剤層が安定して形成され
る。

【００３７】ここで、この実施形態で用いられている二
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、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、混連粉砕法共に使用できるが、流動性
の高い球形形状の方が好ましい。また、現像剤の磁性キ
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。

【００３８】上記構成の現像装置４を用いて、現像ロー
ル２１表面の磁束密度ピーク値に対し、現像ロール２１
とのギャップと等しい距離だけ層形成ロール２３表面か
ら離れた位置での垂直方向の磁束密度ピーク値と画像濃
度および均一性の関係を調査した。固定条件として、現
像ロール２１は隣り合う磁極間隔が１２５μｍピッチ、
表面での垂直方向磁束密度ピーク値は４０ｍＴとし、層
形成ロール２３は表面での磁極間ピッチを約４ｍｍ、層
形成ロール２３上に４００〜５００ｇ／ｍ²の現像剤層
を担持させ、現像ロール２１と層形成ロール２３とのギ
ャップを０．５ｍｍとした。

【００３９】現像ロール２１とのギャップと等しい距離
だけ層形成ロール２３表面から離れた位置での垂直方向
の磁束密度ピーク値は、内蔵する磁石ロール２３ｂの着
磁力を変化させて２０ｍＴ、３０ｍＴ、４０ｍＴ、５０
ｍＴの４水準を使用した。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、ベタ画像、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。また、均一性はベ
タ画像を目視でグレード付けし、濃度ムラが分からない
レベルを○、若干ムラが見られるが実用上問題のないレ
ベルを△、使用不可能なレベルを×とした。結果として
表１を得た。総合評価は、上記両項目とも○を○、１つ
でも×または△のあるものを×とした。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１より、現像ロール２１表面に相当する
位置での層形成ロール２３の磁束密度が、現像ロール２
１表面の磁束密度よりも小さい時に均一で十分な濃度の
画像が得られているのが分かる。

【００４２】この現象は次のように考えられる。現像ロ
ール２１と層形成ロール２３が最も近接する位置の手前
で現像ロール２１に接触した層形成ロール２３上のキャ
リアは、最も狭くなる前記最近接点を通過する際にそれ
ほど大きな圧力はかからないが、キャリア粒子が効率よ
く通過できるように磁気ブラシの先端が崩れて最配列
し、現像ロール２１表面に効率的にすき間なく接触でき
る。前記最近接点通過後は前記磁界発生手段上の磁気ブ
ラシは現像ロールから離れていくため、前記最近接点通
過直後の位置で現像ロール２１上の二層目以上のキャリ
アは現像ロール２１表面に留まろうとするが、前述した
ように現像ロール２１表面に垂直な方向の磁界成分は、
現像ロール２１表面の近傍において急激に減衰して磁気
拘束力が微弱で前記交番磁界による磁気拘束力の方が強
いため、現像ロール２１表面から容易に引きはがされ交
番磁界の変化による磁気ブラシの移動に伴って前記交番
磁界発生手段に沿って搬送される。一方、現像ロール２
１表面に接触して強い磁気拘束力が働く一層目のキャリ
アは、前記層形成手段の交番磁界による磁気拘束力より
も大きな現像ロール磁極による強い磁気拘束力が働き、
確実に現像ロール２１表面に残って均一な現像剤層が安
定して形成される。

【００４３】次に、前記実験で得られた層形成条件で現
像ロール２１の磁極間隔を変化させて画像印字を行い、
画像濃度、キャリア付着、画像均一性の関係を調査し
た。現像ロール２１としては、その表面における磁極間
隔が、１３μｍ、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２
５０μｍ、５００μｍ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。また、
層形成条件は磁石ロールがスリーブ表面の垂直方向の磁
束密度が４５ｍＴとし、現像ロールとのギャップを０．
５ｍｍとしてスリーブ表面から０．５ｍｍ離れた位置で
の垂直方向の磁束密度ピーク値を３０ｍＴとなるように
設定し、スリーブ２３ａを１０ｒｐｍで、磁石ロール
（磁界発生手段２３ｂ）を６００ｒｐｍの速度で図示す
る方向にそれぞれ回転させた。

【００４４】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
画像、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。また、キャリア付着は、図１１
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。結果として表２を得た。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。

【００４５】

【表２】

【００４６】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。

【００４７】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２３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２３の交番磁界により現像ロール２１
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。

【００４８】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、現像剤が極上部に集中的
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。

【００４９】磁極間隔を２５μｍ以上２５０μｍ以下と
し、層形成ロール２３による交番磁界を現像ロール２１
表面に相当する位置での磁束密度ピーク値が現像ロール
２１表面の磁束密度ピーク値よりも小さくすることによ
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。現像
ロール２１上には現像剤未付着部が無く、且つ山谷構造
を持たない略一定層厚の現像剤層が磁力により保持され
て搬送される。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。

【００５０】なお、本例では、現像ロール２１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、本例では、
磁気記録層２１ｂ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。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。

【００５１】次に、本実施形態による現像装置４を使っ
て図１に示した画像記録装置で画像を出力し長期印字出
力を行った。さらに、本例では、図５に示すような従来
の層厚規制部材３４を用いた現像装置２８により、比較
実験を行った。以下では、この現像装置２８について説
明する。

【００５２】現像装置２８は、現像剤が収容される現像
ハウジング３２の感光体ドラム１との対向部位に現像用
開口３３を設けて、この現像用開口３３に面して現像ロ
ール３０を配設したものである。現像ロール３０の外径
は１８ｍｍ、感光体ドラム１と円筒担持体２９との間隙
は５００μｍに各々設定されている。現像ロール３０
は、同図中の矢印方向へ回転する現像剤担持体である円
筒担持体２９と、円筒担持体２９の内部に設けられて感
光体ドラム１との位置関係が固定されている磁石ロール
３５と、図示しない両端部の軸とにより構成されてい
る。なお、現像ロール３０が感光体ドラム１と最近接す
る部位には、磁極Ｎ１とＳ１との略中間部が配置されて
いる。磁極Ｎ１とＳ１との挟む角度は７０°で、磁束密
度は磁極Ｎ１とＳ１ともに７０ｍＴに設定した。

【００５３】現像装置２８では、層厚規制部材３４によ
り円筒担持体２９上に一定量の現像剤層を形成する。現
像剤層の層厚は磁極Ｎ１とＳ１との中間部で２００μｍ
として、現像剤層は感光体ドラム１に対して非接触状態
とする。円筒担持体２９に付着した現像剤３６は、円筒
担持体２９の回転に伴い感光体ドラム１と対向する現像
領域へと搬送される。また、現像領域を通過した現像剤
３６は、スクレーパ３１と、磁極Ｎ２とＮ３により形成
される反発磁界の作用により、円筒担持体２９上から剥
離されて現像剤溜まりへと落下し、図示しないトナー補
給器より供された追加トナーと混合されて、次の使用へ
と供される。

【００５４】また、円筒担持体２９に印加される現像バ
イアス電圧は、直流電圧を重畳した交流電圧であり、現
像バイアス電圧の直流成分は、地カブリの発生を防ぐた
めに−４００Ｖに設定し、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１．６ｋ
Ｖに設定した。また、円筒担持体２９の表面移動線速度
は３２０ｍｍ／ｓに設定した。また、現像装置４におけ
る現像ハウジング内の現像剤重量は１００ｇ、現像装置
２８における現像ハウジング内の現像剤重量は４００ｇ
に設定した。

【００５５】現像装置４および現像装置２８を用いたＡ
４用紙による長期印字実験における、ベタ画像濃度およ
びトナー電荷量の推移結果を、各々図６、図７に示す。
なお、長期印字実験時には、現像剤中のトナー重量比が
７．５〜８．５重量％となるように、補給トナー量を調
整した。図６および図７より、本発明に係る現像装置４
では、１０万枚を通じて画像濃度およびトナー電荷量
は、良好に維持されることがわかる。一方、比較例によ
る現像装置２８では、急激な濃度低下およびトナー電荷
量低下が発生することがわかる。現像装置２８では、ト
ナー電荷量の低下により、２万枚にてトナー飛散による
地カブリが発生し、現像剤は寿命に至った。

【００５６】また、長期印字実験後の現像剤の状態を調
査した結果、現像装置２８で用いた現像剤では、顕著な
トナー劣化およびキャリア劣化が発生していた。現像装
置２８においては、層厚規制部材３４による層厚規制時
に現像剤に対して強いストレスが作用するため、トナー
劣化およびキャリア劣化が早期に発生する。この影響に
より、前記のように濃度低下およびトナー電荷量低下が
発生してしまう。一方、現像装置４では、撹拌帯電、層
形成で現像剤に対してストレスが作用せず、現像剤劣化
を防止することができる。現像装置４で用いた現像剤で
は、長期印字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。

【００５７】以上のように、本発明に係る現像装置４で
は、良好な画質を、長期に渡り安定して維持することが
可能である。なお、本例では撹拌ロールのスリーブとマ
グネットは図に示す回転方向としたが、これに限定され
るものではなく現像剤の移動方向が現像ロールの移動方
向と同じであれば磁石ロールを逆方向に回転してもよ
い。

【００５８】次に、図２に示したと同様な構成の現像装
置を使って、現像ロール２１と層形成ロール２３との間
のギャップと等しい距離だけ層形成ロール２３の表面か
ら離れた位置での垂直方向の磁束密度ピーク値に関し
て、現像ロール２１の表面の磁束密度ピーク値と画像濃
度および現像剤入換え性、濃度均一性、キャリア付着に
関して調査した。ただし、本調査に用いた現像装置は小
型で、現像ロール径は直径１５ｍｍ、層形成ロールは直
径１５ｍｍとした。固定条件としては、現像ロール２１
は隣り合う磁極間隔が１２５μｍピッチ、層形成ロール
２３は表面での磁極間ピッチを約３．９ｍｍ、層形成ロ
ール２３上に４００〜５００ｇ／ｍ²の現像剤層を担持
させ、現像ロール２１と層形成ロール２３とのギャップ
を０．５ｍｍとし、層形成ロール表面から０．５ｍｍ離
れた位置での垂直方向の磁束密度ピーク値は３０ｍＴと
した。また、現像ロール２１の表面の磁束密度ピーク値
は着磁電流を調整して４０ｍＴ、５０ｍＴ、６０ｍＴ、
７０ｍＴ、８０ｍＴの５水準を使用した。

【００５９】結果を評価するにあたり、画像濃度および
画像の均一性は層形成ロール２３と現像ロール２１の磁
束密度との関係を調査したテストで用いた基準と同じと
し、現像剤入換え性に関しては、Ａ４全面ベタ画像のプ
ロセス進行方向で濃度低下が０．１以内を○、０．１１
〜０．２０を△、０．２１以上を×とした。また、キャ
リア付着は、図１１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。

【００６０】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：ＬＵＺＥＸ−５００
０）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。結
果として表３を得た。総合評価は、上記両項目とも○を
○、１つでも×または△のあるものを×とした。

【００６１】

【表３】

【００６２】表３より、現像ロール２１表面の磁束密度
が、現像ロール２１と層形成ロール２３との間に設けた
間隔と等しい距離だけ層形成ロール表面から離れた位置
での層形成ロール２３の磁束密度ピーク値の２倍以下の
時に小径ロールを用いても濃度低下とキャリア付着がな
く、十分な画像濃度の均一な画像が得られているのが分
かる。また、本例では、現像ロール２１は隣り合う磁極
間隔が１２５μｍピッチとしたが、２５μｍ〜２５０μ
ｍの範囲で同様の効果が得られた。

【００６３】次に、現像ロール２１以外は、上記の小型
化した現像装置と同様な構成の現像装置を使って、現像
ロール２１の磁極パターンに関する調査を行った。現像
ロール２１としては、図１２に示すように、２つのピー
クを持ったＳ極とＮ極とが交互に並んだ磁極パターンを
有するものを用いた。本例では、隣接するＳ極とＮ極と
の磁極間隔Ｐを１００μｍ、２つのピーク位置間隔Ｌを
１００μｍ、各磁極のピーク部とピーク間の谷部との磁
束密度の差ΔＴは２０ｍＴに設定した。なお、現像ロー
ル２１は直径１５ｍｍ、層形成ロール２３は直径１５ｍ
ｍである。上記現像装置を用いてテストを行ったとこ
ろ、画像濃度、画像の均一性に優れた画像が安定して得
られ、濃度低下やキャリア付着は発生しなかった。ま
た、本例では、隣接するＳ極とＮ極との磁極間隔Ｐを１
００μｍとしたが、２５μｍ〜２５０μｍの範囲で同様
の効果が得られた。また、ピークは２つに限らず、２つ
以上であれば同様な効果が得られる。

【００６４】図８には、発明の第２実施形態に係る現像
装置の構成を示してある。この現像装置３９は、二成分
現像剤を収容するハウジング４０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、現像ロール４１と所定間隔をおいて対
向配置されて現像剤を混合撹拌しながら現像ロール４１
と対向する位置に搬送して現像ロール４１上に現像剤層
を形成する層形成ロール４２と、層形成ロール４２上に
担持される二成分現像剤の少なくとも穂立ちの一部分を
崩す現像剤細分部材４３と、現像剤細分部材４３により
穂立ちが崩された現像剤に補給トナーが接触するように
案内する現像剤細分部材４３と一体になったガイド部材
４３ａと、貯蔵トナーをほぐしながらトナー４５をガイ
ド部材４３ａに搬送するトナー搬送部材４４と、を有し
ている。さらに、図示しないがトナー収容部４６の軸線
方向における端部には、トナーを補給するトナーボック
スが連結されている。

【００６５】現像ロール４１は第１実施形態と同様の構
成で、１００ｒｐｍで同図中に矢印で示す方向に回転駆
動されている。層形成ロール４２は磁石ロール４２ｂと
スリーブ４２ａとからなり、スリーブ４２ａ表面の垂直
方向の磁束密度がおよそ４５ｍＴとし、現像ロール４１
とのギャップを０．５ｍｍとしてスリーブ４２ａ表面か
ら０．５ｍｍ離れた位置での垂直方向の磁束密度ピーク
値を３０ｍＴとなるように設定し、スリーブ４２ａを１
０ｒｐｍで、磁石ロール４２ｂを６００ｒｐｍの速度で
同図中に矢印で示す方向にそれぞれ回転させた。

【００６６】現像剤細分部材４３は、図示するようにガ
イド部材４３ａ上のトナー４５とスリーブ４２ａ上の細
分されて穂立ちの少なくとも一部分が崩された状態の現
像剤と接触するトナー供給領域Ａを、スリーブ円の中心
より下にくるように現像剤細分部材の先端を配置した。
なお、本例では、層形成ロール４２のスリーブ４２ａと
の間隔を０．５ｍｍとした。トナー搬送部材４４は、ハ
ウジング４０内のトナー収容部４６に配設されており、
図中に示す矢印の方向へ回転することによってトナーを
十分に撹拌するとともにガイド部材４３ａ近辺にトナー
を搬送する。ガイド部材４３ａ近辺に運ばれたトナー４
５はガイド部材４３ａに沿ってスリーブ４２ａ上の現像
剤に接触するトナー供給領域Ａまで導かれる。

【００６７】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、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、混連粉砕法共に使用できるが、流動性の
高い球形形状の方が好ましい。本現像装置３９を用い
て、第１実施形態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。さらには、現像ロール
４１として、図１２に示すように、２つのピークを持っ
たＳ極とＮ極とが交互に並んだ磁極パターンを有するも
のを用いた場合には、より現像剤交換効率が高い優れた
効果が得られた。

【００６８】図９には、発明の第３実施形態に係る現像
装置の構成を示してある。この現像装置４９は、磁性キ
ャリア粒子とトナーからなる二成分現像剤を収容するハ
ウジング５０内に周面に二成分現像剤を担持して感光体
ドラム１と対向する位置に搬送する現像ロール５１と、
トナーと磁性キャリアを混合撹拌しながら現像ロール５
１と対向する位置に搬送して層形成する層形成撹拌ロー
ル５２と、層形成撹拌ロール５２の下部に位置して層形
成撹拌ロール５２上の現像剤にトナーを接触させるため
にトナー５３を一定量溜めたトナー槽５４と、トナー槽
５４内のトナー５３を撹拌するトナー撹拌部材５５と、
トナー５３を貯蔵するトナー収容部５６と、トナー収容
部５６からトナー槽５４にトナー５３を搬送するトナー
搬送部材５７と、を有している。なお、現像ロール５１
および層形成撹拌ロール５２は、第１実施形態で示した
現像ロール２１および層形成ロール２３と同一構成とし
た。また、トナー撹拌部材５５は、周囲に複数の羽根を
付けたパドル形状とした。

【００６９】次に、本実施形態における現像剤の流れに
ついて説明する。現像終了後、層形成撹拌ロール５２と
対向する位置に運ばれた現像剤は、対向する層形成撹拌
ロール５２の内部で回転駆動するマグネット５２ｂによ
り発生する交番磁界とそれに伴って現像ロール５１表面
を周擦する磁気ブラシにより、新たに現像ロール５１の
表面に接触する新しい現像剤と入れ換わって磁気ブラシ
の一部になって層形成撹拌ロール５２に運ばれ、層形成
撹拌ロール５２上を図中に示す方向ａに移動し、トナー
槽５４内に入る。

【００７０】トナー槽５４内のトナー５３は常にトナー
撹拌部材５５により撹拌され、水のように流動性が高い
状態が保たれている。トナー槽５４内に入った現像剤は
周囲をトナー５３に囲まれながら転動して移動するた
め、現像剤中のキャリアはそのほとんどの表面がトナー
と接触する機会を与えられ、キャリア表面に接触したト
ナーは帯電してそのままキャリア表面に静電的に付着す
る。そして、トナー槽５４を出るときにはキャリア表面
はトナーで覆われた状態となり、消費した分のトナー５
３が補給されて、再び現像ロール５１と対向する位置に
運ばれる。なお、余分なトナー５３はトナー槽５４内に
残されるかあるいは層形成撹拌ロール５２上を移動して
昇る際に振り落とされてトナー槽５４に戻る。また、ト
ナー槽５４内のトナー量は常に一定になるようにトナー
搬送部材５７によりトナー収容部５６からトナー５３が
運ばれ、トナー槽５４内にすでにトナーが一定量ある場
合には溢れだしてトナー収容部５６に戻される。

【００７１】層形成撹拌ロール５２上の現像剤は交番磁
界による磁気ブラシを形成しながら現像ロール５１と対
向する位置に近付いて現像ロール５１表面を周擦し、す
でに現像ロール５１表面に付着しているキャリアと置き
換わって付着する。現像ロール５１の表面は交番磁界よ
りも強い磁気拘束力がキャリアに働くため、磁気ブラシ
の移動で磁気ブラシのチェーンを切って現像ロール５１
の表面に留まり、次の磁気ブラシによる周擦で別のキャ
リアに置き換えられるまで現像ロール５１表面に留ま
り、現像ロール５１との最近接点を通過する際に現像剤
表面に付着していたキャリアが現像剤層を形成して感光
体ドラム１と対向する位置に搬送され、次の現像に寄与
する。

【００７２】なお、現像装置４９ではトナー収容部５６
にトナーボックスを連結してトナー５３を補給するよう
にしているが、トナー収容部５６自体を交換可能なトナ
ーカートリッジとする構成でもよい。また、トナー撹拌
部材５５は本例に限るものではなく、トナー槽５４内の
トナー５３を安定して層形成撹拌ロール５２上の現像剤
に接触できればよく、機械的あるいは電気的に振動する
ものやトナー槽５４の底部で回転するスクリュー状の撹
拌部材でも構わない。本現像装置４９を用いて、第１実
施形態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。さらには、現像ロール５１として、
図１２に示すように、２つのピークを持ったＳ極とＮ極
とが交互に並んだ磁極パターンを有するものを用いた場
合には、より現像剤交換効率が高い優れた効果が得られ
た。

【００７３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、現像部材の周面において磁極を小さなピッチで形成
し、現像部材周面と同一方向に現像剤を移動させながら
交番磁界を近接対向させ、現像部材の表面に及ぼす交番
磁界の強さを現像部材自身の磁極の強さよりも小さくす
ることにより、現像剤に過大な力を作用させずに新たな
現像剤の層形成を均一に安定して行うことができ、濃度
ムラ、濃度低下を確実に防止することができる。また、
層規制部材等を用いることなく現像部材の周上に現像剤
の薄層を形成して現像に供することができ、現像剤の劣
化を低減することができ、画質の安定性ならびに維持性
に優れた高品位な画像が得られる。また、現像剤層の多
層化が局所的にも抑えることができ、安定して単層の現
像剤層を得ることができ、キャリア付着や、濃度ムラを
防止することができ、現像剤層の入換えも効率的に行わ
れ、小型の現像装置でも、濃度の低下、濃度ムラ、キャ
リア付着のない高品位な画像が安定して得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置が適用される画像形成
装置の一例を示す構成図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る現像装置の要部
構成を示す図である。

【図３】本発明に係る現像剤担持体の一例を示す構成
図である。

【図４】本発明に係る現像剤担持体の着磁方法の一例
を示す説明図である。

【図５】比較例に係る現像装置の要部の構成を示す図
である。

【図６】長期印字実験におけるベタ画像濃度の推移を
示す説明図である。

【図７】長期印字実験におけるトナー電荷量の推移を
示す説明図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る現像装置の要部
構成を示す図である。

【図９】本発明の第３実施形態に係る現像装置の要部
構成を示す図である。

【図１０】本発明に係る現像装置の作用を説明する図
である。

【図１１】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移動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１２】現像ロールの磁極パターンの一例を示す説
明図である。

【図１３】本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、１ａ・・・・・円筒部
材、１ｂ・・・・・感光体層、２・・・・・帯電
器、３・・・・・露光手段、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、１
０・・・・・記録用紙、１１・・・・・現像ロール、
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・・・・・剥離ロール、２２ａ
・・・・・スリーブ、２２ｂ・・・・・固定磁石、
２３・・・・・層形成ロール、２３ａ・・・・・スリー
ブ、２３ｂ・・・・・磁界発生部材、２４・・・・
・磁気記録用ヘッド、３９・・・・・現像装置、４
０・・・・・ハウジング、４１・・・・・現像ロー
ル、４２・・・・・層形成ロール、４２ａ・・・・
・スリーブ、４２ｂ・・・・・磁石ロール、４３・
・・・・現像剤細分部材、４３ａ・・・・・ガイド部
材、４４・・・・・トナー搬送部材、４５・・・・・
トナー、４６・・・・・トナー収容部、４９・・・
・・現像装置、５０・・・・・ハウジング、５１・
・・・・現像ロール、５２・・・・・層形成撹拌ロー
ル、５２ａ・・・・・スリーブ、５２ｂ・・・・・
磁石ロール、５３・・・・・トナー、５４・・・・
・トナー槽、５５・・・・・トナー撹拌部材、５６
・・・・・トナー収容部、５７・・・・・トナー搬送
部材、１００・・・・・現像部材、１０１・・・・
・現像剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性キャリア粒子とこの磁性キャリア粒
子に電気的に吸着されるトナーとを含む二成分現像剤を
用いて、像担持体上に形成された静電潜像に前記トナー
を選択的に転移させて可視化する二成分現像装置におい
て、前記像担持体に対向して配置されてトナーにより静電潜
像を顕像化する現像部材と、前記像担持体に対向する前
に該現像部材上に現像剤層を形成する層形成手段を設
け、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、前記層形成手段は前記現像部材に間隙をおいて対向して
設けられて、表面に担持した現像剤を前記現像部材周面
と同一方向に移動させながら交番磁界を発生する交番磁
界発生手段を有し、前記交番磁界発生手段により形成する交番磁界は、前記
現像部材と前記交番磁界発生手段との間に設けた間隙と
等しい距離だけ前記交番磁界発生手段から離れた位置で
の垂直方向の磁束密度のピーク値が、前記現像部材表面
の垂直方向の磁束密度ピーク値よりも小さいことを特徴
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、前記現像部材表面の垂直方向の磁束密度ピーク値は、前
記現像部材と前記交番磁界発生手段との間に設けた間隔
と等しい距離だけ離れた位置での前記交番磁界による磁
束密度ピーク値の２倍以下であることを特徴とする現像
装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の現像装
置において、前記現像部材にはＳ極とＮ極とが交互に配置された複数
の磁極が設けられ、前記現像部材の磁極間距離が２５μ
ｍ以上、２５０μｍ以下となっていることを特徴とする
現像装置。
【請求項４】請求項３に記載の現像装置において、前記現像部材に設けられた複数の磁極は、それぞれ磁束
密度の分布が複数のピークを有することを特徴とする現
像装置。
【請求項５】請求項１乃至１請求項４のいずれか１項
に記載の現像装置において、前記交番磁界発生手段は、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、前記磁界発生手段は周面の全域に渡ってＳ極とＮ極が交
互に着磁され、周回駆動される磁石ロールであることを
特徴とする現像装置。