JP2002258616A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像時又は非現像時に、現像剤に過度のスト
レスを与えることなく、現像剤担持体上に担持される現
像剤層厚を正確に規制する（略０を含む）。 【解決手段】 二成分現像装置において、現像剤担持体
３の内部に配された磁石部材５の磁極６レイアウト（特
にピックアップ磁極６ｂ，トリミング磁極６ｃ）を工夫
することにより、現像剤担持体３表面に捕獲した現像剤
Ｇのうち余剰分を現像剤担持体３の回転中心Ｏ高さ付近
にて落下させ、所定層厚に規制された現像剤Ｇのみを現
像領域ｍへ担持搬送する。そして、必要に応じて現像剤
担持体３の周囲に帯電部材９を配設する。また、現像剤
担持体３の内部に配された磁石部材５の磁極６レイアウ
トを現像時と非現像時とで可変設定し、非現像時には現
像剤担持体表面に担持されて現像領域ｍに搬送される現
像剤量を略０に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の画像形成装置で用いられる現像装置に係り、特に、
磁性キャリアとトナーとを具備した二成分現像剤を用い
た現像装置の改良及びこれを用いた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式で用いられる現像
方式は、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用
いる一成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子と着色
粒子であるトナーとを混合攪拌したものを用いる二成分
現像方式とに大別される。一成分現像方式には、磁性ト
ナーを用いる磁性一成分現像と非磁性トナーを用いる非
磁性一成分現像とがあり、磁性トナーは磁性粉によって
光を透過しないため黒トナーのみに主に用いられてい
る。一方、非磁性トナーはカラーに適するが、維持性が
短いという点で今のところ低速機を中心に用いられてい
る。これに対し、二成分現像方式は磁性体粒子を媒介し
てトナーを取り扱うために磁気吸引力を用いることがで
き、非磁性トナーに関しても取り扱いが容易であると共
に、特に維持性に優れていることから、フルカラー機や
高速機を中心に広く用いられている。

【０００３】従来、二成分現像方式を用いた現像装置と
しては例えば図３３に示すようなものが一般的に用いら
れている。同図において、現像装置２１０は、感光体ド
ラムなどの潜像担持体２００に対向して現像用開口２１
２が開設された現像ハウジング２１１を有し、この現像
用開口２１２に面して現像剤担持体としての現像ロール
２１３を配設すると共に、磁性キャリアとトナーとを具
備した二成分現像剤Ｇを前記現像ロール２１３表面に担
持させ、トリミング部材２２０にて現像剤層厚を所定層
厚に規制した後に、現像ロール２１３の潜像担持体２０
０に対向する現像領域で潜像担持体２００上の静電潜像
を顕像化するようにしたものである。

【０００４】ここで、現像ロール２１３は、例えば現像
領域で上方から下方に向けて回転するように回転可能に
設けられる現像スリーブ２１４と、この現像スリーブ２
１４の内部に固定的に設けられ且つ周囲に複数の磁極２
１６が配列される磁石部材２１５とを備え、磁石部材２
１５の磁極２１６レイアウトとしては、例えば現像領域
に対応した部位に現像磁極２１６ａを配設し、現像スリ
ーブ２１４の回転方向に対し現像磁極２１６ａ（例えば
Ｎ極）の下流側には、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極の順に固
定磁極２１６ｂ〜２１６ｅを配設し、同極性の固定磁極
２１６ｃ，２１６ｄの中間に磁気吸引力の弱い若しくは
ない部分を確保すると共に、固定磁極２１６ｄをトリミ
ング部材２２０の手前側に配置することで、当該固定磁
極２１６ｄを現像剤捕獲用のピックアップ磁極として機
能させるようにしたものがある。そして、本例では、現
像ハウジング２１１内の現像ロール２１３に隣接した部
位には例えば対向部分で現像ロール２１３の回転方向と
逆方向に回転する搬送パドル２２１が配設されており、
更に、その奥側には、現像剤を攪拌混合して循環搬送す
る一対のスクリューオーガー２２２，２２３が配設され
ている。

【０００５】このような現像装置において、現像ロール
２１３には内部の磁石部材２１５の磁力分布によって磁
気吸引力が働いており、スクリューオーガー２２２，２
２３にて攪拌混合された現像剤Ｇは、現像ロール２１３
表面に磁気吸引力により担持搬送され、トリミング部材
２２０により所定の層厚に規制された後に現像領域に到
達し、潜像担持体２００上の静電潜像を現像する。そし
て、現像が終了してトナーの一部を失った現像剤Ｇは現
像ロール２１３の下流側に搬送されていくが、同極の固
定磁石２１６ｃ，２１６ｄの中間には磁気吸引力の弱い
またはない部分が形成されることから、搬送されてきた
現像剤Ｇは重力の働きによって現像ロール２１３表面か
ら落下する。この後、落下した現像剤Ｇは搬送パドル２
２１によってスクリューオーガー２２２に運ばれ、スク
リューオーガー２２２の回転軸方向に運ばれて図示しな
い受け渡し部でスクリューオーガー２２３に渡される
が、そこで例えば新しいトナーが追加されたとしても、
追加された現像剤Ｇはスクリューオーガー２２３にて攪
拌を受けながらスクリューオーガー２２２とは反対方向
に送られて逆の受け渡し部でスクリューオーガー２２２
に再び受け渡されて軸方向に運ばれると共に、徐々に搬
送パドル２２１によって現像ロール２１３付近に供給さ
れる。この状態において、供給された現像剤は磁気吸引
力によって現像ロール２１３表面に付着し、再び搬送、
層形成、現像される工程を繰り返す。

【０００６】ところで、二成分現像方式において、現像
剤を構成するトナーとキャリアとの吸着は、トナーとキ
ャリアとを攪拌混合する際の摩擦帯電によってトナーと
キャリアの表面がそれぞれ逆極性に帯電する結果、静電
的に吸着し合うことを利用している。そのため、上記の
ようにトナーを補給した現像剤を搬送しながら攪拌混合
することが必要となる。また、現像領域においては、現
像剤が現像に寄与する上で充分な量をもって通過し且つ
詰まり等を起こさないように、現像剤搬送量を一定範囲
内に制御する必要がある。そのため、トリミング部材を
設けて現像剤層厚を所定のものに形成するという手法が
採用されている。

【０００７】更に、現像領域においては、潜像担持体と
現像ロール上の現像剤との間に形成される電界によって
現像剤中のトナーが現像されるため、一般的には現像ロ
ールに現像バイアス電圧が印加される。その時に現像さ
れるトナー量は画像濃度を決定するため、画質に関わる
諸特性の中でも最も重要である。現像トナー量は、上記
現像領域の電界をトナーの電荷によって中和することで
決定されるため、トナーの電荷を一定に保つことが非常
に重要である。二成分現像方式においては、図３４に示
すように、現像剤中のトナー濃度とトナー電荷量の間に
反比例関係があるので、トナー消費量と補給量とを調節
することによってトナー濃度を制御し、トナー電荷量を
略一定にすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の現
像装置においては、二成分現像方式において、攪拌混
合、層形成，現像といった工程を繰り返していると、現
像剤が劣化し、現像剤の帯電能力が減衰してくる。この
ような状況下において、長期間使用している二成分現像
剤では、現像トナー量を一定にするためにトナー濃度を
徐々に低く制御しなければならないが、トナー濃度があ
る限界を超えて低くなると、現像剤層表面におけるトナ
ーの存在確率が低くなることから、現像された画像上に
所謂掃き目、ブラシマークと呼ばれる筋状の模様が生
じ、画質に悪影響を及ぼす懸念がある。また、トナーの
電荷には必ずある程度の分布があるが、現像剤の長期使
用に伴ってトナーの電荷量が低下すると、分布の中には
帯電していないトナーや逆極性に帯電しているトナーが
生じてくる。この場合、帯電していないトナーや逆極性
トナーは画像の背景部に現像され易く、所謂かぶりを生
ずるという虞れがある。

【０００９】更に、現像剤の長期使用に伴ってキャリア
が劣化すると、キャリアの抵抗が低下してしまう事態が
起こり得るが、キャリアの抵抗がある程度低い場合に
は、現像ロールから電荷が注入されることによってキャ
リアと潜像担持体との間の静電吸引力が磁気吸引力より
も強くなって潜像担持体側へキャリアが付着する、所謂
キャリーオーバーが生じる虞れがある。このとき、キャ
リアの粒径は一般的にトナーに比べてかなり大きく硬い
ので、転写部においてキャリア周囲に潜像担持体と被転
写体である記録材との間に密着不良領域が形成され、こ
の密着不良領域では転写不良が起こり、転写画像中にキ
ャリアを核とした白抜けを生じさせる虞れがある。

【００１０】このように、現像剤が劣化すると種々の問
題が生ずるため、現像剤の劣化を極力抑え、現像剤の寿
命を延ばす技術が種々提案されている。例えばトリミン
グ部材による現像剤のストレスを低減する手段として、
トリミング部材に対向する磁極の磁束密度を低くし、磁
気吸引力を弱くして現像剤に加わる圧力を弱くする方法
（例えば特開平８−２７８６９５号公報）や、現像ロー
ル内部の対向磁極を挟むようにトリミング部材を二段階
にして現像剤に加わるストレスを低減する方法（例えば
特開平１０−３３３４３１号公報）などが提案されてい
るが、いずれもトリミング部材の上流側に現像剤溜まり
を生成して現像剤に不必要な圧力を加えるため、現像剤
の寿命を大きく伸ばすには至っていない。一方、現像剤
寿命はトータルで用いるキャリアの量を増加させること
によって延ばすことはできるが、これはコストを上昇さ
せることになる。すなわち、二成分現像方式における現
像剤寿命は低コスト化の障害となっている。このよう
に、二成分現像装置にあっては、現像時において、現像
剤に過度のストレスを与えることなく、現像剤担持体上
に担持される現像剤層厚を如何に正確に規制するかとい
う点が大きな技術的課題（第一の技術的課題）になって
いた。

【００１１】また、例えば四サイクル型画像形成装置
は、例えば感光体ドラム等の潜像担持体の周囲に、イエ
ロ、マゼンタ、シアン、ブラックの四つの現像装置を配
し、潜像担持体上の各色成分静電潜像を現像可視化し、
中間転写体に順次多重転写することでカラー画像を形成
するようにしたものである。この種の四サイクル型画像
形成装置にあっては、非現像時の現像装置（例えばイエ
ロ色現像時のマゼンタ、シアン、ブラックの現像装置）
においても潜像担持体に接触して現像ロール上に現像剤
が存在する場合、潜像担持体表面に現像剤が接触してい
ることから、上流側の現像像を下流側の多色現像ブラシ
が破壊してしまうほか、特定の色画像（例えばイエロ画
像）に他色のトナーが混入する所謂混色という技術的課
題が見られる。

【００１２】この種の技術的課題を解決する先行技術と
しては、例えば非現像時に潜像担持体から現像装置をリ
トラクトさせるという手法が既に提案されている（例え
ば特公昭５５−３７０７号公報）。ところが、この手法
にあっては、現像領域では、現像剤が穂立ちを形成して
いるため、非接触状態にするためにかなりの距離を移動
する必要があり、その分、時間がかかること、また、リ
トラクト時に振動が発生すること、リトラクト機構が複
雑であり装置の小型化、低コスト化等が困難であるなど
種々の問題点を含んでいる点で好ましくない。

【００１３】そこで、このようなリトラクト機構を用い
ない先行技術として、現像剤分離装置（例えばブレー
ド）により現像剤担持体上の現像剤を強制的に掻き取り
分離する技術（例えば特開昭５８−３４４６９号公報）
や、回転自在な現像スリーブの内部に磁石ロールを設置
した現像ロールにおいて、磁石ロールの外周に同極性磁
極対を形成し、現像時には前記同極性磁極対の磁力落ち
込み部をトリミング部材の下流側で現像領域の上流側に
設定し、非現像時には上記磁力落ち込み部を上記トリミ
ング部材の対向部に設定し、非現像時に、トリミング部
材よりも下流側に対して現像剤の搬送を遮断するように
した技術（例えば特開平５−２８９５２０号公報）が提
案されている。しかしながら、前者の先行技術のような
現像剤分離装置を用いた場合には、現像剤分離時に現像
剤に大きなストレスが加わってしまうため、現像剤の寿
命を延ばすという点では好ましいとは言えない。また、
後者の先行技術にあっても、現像時及び非現像時のいず
れにおいても、トリミング部材上流側に現像剤溜まりを
生成して現像剤に不必要な圧力を加えるため、現像剤の
寿命を伸ばすという点で好ましいとは言えない。

【００１４】一方、リトラクト機構を用いずに、しか
も、現像剤に大きなストレスを与えない他の先行技術と
しては、例えば現像剤担持体に現像剤を供給する補助固
定磁石の回転を停止することで、現像剤担持体への供給
を停止するようにした技術（例えば特開昭６３−２２９
４６６号公報）や、回転自在な現像スリーブ内部に固定
磁石ロール（磁極中に同極性磁極対を具備）が設置され
た現像ロールにおいて、非現像時に現像スリーブを逆方
向に回転させることで、現像ロール上の現像剤が磁石ロ
ールの同極性磁極対を通過した時点で落下するように
し、もって、現像領域では現像ロール上に現像剤を保持
させないようにした技術（特公平６−２５８８０号公
報）や、非現像時には、現像スリーブ内部の磁石ロール
を回転することにより磁極位置を変更し、隣り合う磁極
対の間の部分を潜像担持体に対向配置することで所謂混
色を抑えるようにした技術（例えば特開平５−２８９４
９１号公報）がある。

【００１５】しかしながら、第一の先行技術（特開昭６
３−２２９４６６号公報）にあっては、たとえ補助固定
磁石から現像剤担持体上へ現像剤が供給されなくても、
現像剤担持体が回転すると、現像剤担持体側の磁力分布
によって現像剤が担持される懸念があるため、混色を完
全には回避することが困難である。また、第二の先行技
術（特公平６−２５８８０号公報）にあっては、複数の
現像装置を一つの駆動モータで回転させるような場合、
クラッチやギアなどの多くの部品を増設せざるを得ず、
駆動系の構成が徒らに複雑化してしまう。更に、第三の
先行技術（特開平５−２８９４９１号公報）にあって
は、現像領域における現像剤担持体上の現像剤層は穂が
寝ている状態にあるだけで、現像剤層が完全に除去され
ている状態ではないため、現像剤担持体と潜像担持体と
の間隔が小さい場合には、所謂混色を完全に防止するこ
とが難しい。

【００１６】このように、例えば四サイクル型画像形成
装置においては、混色を有効に回避する上で、非現像時
に、現像剤に過度のストレスを与えることなく、現像剤
担持体上の現像剤の担持量を如何にゼロに調整するか、
言い替えれば、現像領域に現像剤が供給されない状態を
如何に調整するかという点が大きな技術的課題（第二の
技術的課題）になっていた。尚、このような技術的課題
は、例えば二連の二サイクル型画像形成装置のように、
共通の潜像担持体上に複数の色成分トナー像を形成する
タイプにあっても、同様に生ずるものである。

【００１７】本発明は、以上の第一の技術的課題を解決
するためになされたものであって、現像時において、現
像剤に過度のストレスを与えることなく、現像剤担持体
上に担持される現像剤層厚を正確に規制することが可能
な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するも
のである。また、本発明は、上述した第二の技術的課題
を解決するためになされたものであって、非現像時にお
いて、現像剤に過度のストレスを与えることなく、現像
剤担持体上に担持される現像剤層厚を略０に規制するこ
とが可能な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提
供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】すなわち、第一の技術的
課題（現像時の現像剤層厚規制）を解決するために、本
発明は、図１に示すように、潜像担持体１に対向して現
像用開口２ａが開設された現像ハウジング２を有し、こ
の現像用開口２ａに面して現像剤担持体３を配設すると
共に、磁性キャリアとトナーとを具備した二成分現像剤
Ｇを前記現像剤担持体３表面に担持させ、現像剤担持体
３の潜像担持体１に対向する現像領域ｍで潜像担持体１
上の静電潜像を顕像化する現像装置において、現像剤担
持体３には、二成分現像剤Ｇを担持し且つ現像領域ｍで
上方から下方に向けて回転するように回転可能に設けら
れる現像スリーブ４と、この現像スリーブ４の内部に固
定的に設けられ且つ周囲に複数の磁極６が配列される磁
石部材５とを具備させ、磁石部材５には、現像領域ｍに
対応した部位に設けられて現像に寄与する現像磁極６ａ
と、現像スリーブ４の回転方向が下方から上方に向かう
領域のうち、現像スリーブ４の回転中心Ｏ高さよりも下
方側に位置する領域に設けられ、現像ハウジング２内の
現像剤Ｇを現像スリーブ４表面に捕獲するピックアップ
磁極６ｂと、このピックアップ磁極６ｂに対し現像スリ
ーブ４の回転方向下流側に設けられ、前記ピックアップ
磁極６ｂにて捕獲された現像剤の余剰分を現像スリーブ
４の回転中心Ｏ高さ付近で落下させ、現像剤Ｇの必要量
のみを担持させることで現像剤層を所定厚に規制するト
リミング磁極６ｃとを具備させたことを特徴とする。

【００１９】このような技術的手段において、現像剤担
持体３は、現像領域ｍで上方から下方へ回転する回転可
能な現像スリーブ４を有し、かつ、現像スリーブ４の内
部に磁石部材５を固定的に配したものであれば適宜選定
して差し支えない。この場合において、磁石部材５は複
数の磁極６を備えたものであれば適宜選定して差し支え
ないが、現像スリーブ４表面に対して磁極６からの磁力
を均一に作用させるには、ロール状部材の外周部に磁極
６を設けるか、あるいは、図示外の着磁機にて所定の磁
力に着磁するなどの手法を採ることが好ましい。

【００２０】また、磁石部材５の磁極６のうち現像磁極
６ａについては、現像に寄与するものであれば、単数構
成でも複数構成でもよいし、複数構成の態様ではあれば
現像磁極６ａの一つを現像領域ｍの中心部に対向配置し
てもよいし、また、現像領域ｍの中心から若干ずれた位
置に対向してもよいし、現像領域ｍの中心部に複数の磁
極間を対向配置するなど適宜選定して差し支えない。更
に、ピックアップ磁極６ｂについては、現像スリーブ４
の回転中心Ｏ高さよりも下方側にて現像剤Ｇを捕獲でき
る機能を備えたものであれば単数構成、複数構成を問わ
ないが、捕獲される現像剤量は現像剤担持体３に担持さ
れる必要量よりも多い量であることが必要である。更に
また、トリミング磁極６ｃについては、ピックアップ磁
極６ｂに対し現像スリーブ４の回転方向下流側に設けら
れ、現像スリーブ４の回転中心Ｏ高さ付近で現像剤必要
量のみを規制する磁力作用を奏するものであれば単数構
成、複数構成のいずれをも含む。

【００２１】ここで、本発明の好ましい態様について述
べると、トリミング磁極６ｃとピックアップ磁極６ｂと
の磁界関係については、ピックアップ磁極６ｂで捕獲し
た現像剤Ｇの余剰分を現像スリーブ４の回転中心Ｏ高さ
付近で確実に落下させるという磁力分布の作り易さから
すれば、トリミング磁極６ｃをピックアップ磁極６ｂよ
りも弱磁界に設定する方が好ましい。但し、トリミング
磁極６ｃの磁力がピックアップ磁極６ｂよりも強磁界で
あっても、トリミング磁極６ｃが現像スリーブ４の回転
中心Ｏ高さから充分に離間した態様などであれば、現像
スリーブ４の回転中心Ｏ高さ付近での磁界分布を適宜調
整することは可能である。

【００２２】また、トリミング磁極６ｃのレイアウトと
しては適宜選定して差し支えないが、トリミング磁極６
ｃのトリミング作用（現像剤層厚規制作用）を発揮させ
易いという観点からすれば、トリミング磁極６ｃは、現
像スリーブ４の回転中心Ｏ高さよりも上方であることが
好ましい。更に、トリミング磁極６ｃにて層厚規制され
た現像剤Ｇを現像領域ｍに確実に搬送するには、磁石部
材５は、現像スリーブ４の回転方向に対しトリミング磁
極６ｃと現像磁極６ａとの間にトリミング磁極６ｃで層
厚規制された現像剤を搬送する搬送磁極６ｄを備えてい
ることが好ましい。更にまた、ピックアップ磁極６ｂで
現像剤Ｇを捕獲する前に現像剤担持体３上の現像剤Ｇを
一旦剥離したいような場合には、現像スリーブ４の回転
方向に対し現像領域ｍの下流側に現像剤Ｇ剥離用の同極
性磁極対（図示せず）を設けるようにしてもよい。この
場合において、同極性磁極対の下流側磁極をピックアッ
プ磁極６ａとして使用しても差し支えない。

【００２３】また、本発明において、現像装置には各種
工夫を施してよいことは勿論である。例えば現像剤Ｇの
入れ替え効率を高めることができる態様としては、ピッ
クアップ磁極６ｂで現像スリーブ４表面に捕獲された現
像剤Ｇの余剰分を現像スリーブ４の回転中心Ｏ高さより
も下方側で落下させる落下補助機構を設ける態様が挙げ
られる。この態様は、トナーを失った現像剤Ｇを一旦現
像剤担持体３から遠ざけてトナー補給し、再び現像剤担
持体３にトナー補給された現像剤Ｇを供給することがで
きるから、面積率の高い現像を連続して行う場合に有効
である。

【００２４】更に、本発明においては、現像装置はトリ
ミング磁極６ｃにて現像剤担持体３上の現像剤Ｇの層厚
を規制するようにしているため、現像剤担持体３に対向
した部位に層厚規制部材（トリミング部材）を別途設け
る必要はなくなる。しかしながら、現像ハウジング２か
らの現像剤の流出を極力回避するという観点からすれ
ば、トリミング磁極６ｃにて層厚規制された現像剤Ｇが
現像領域ｍに搬送される現像剤担持体３の周囲には、現
像ハウジング２と現像剤Ｇ層との間の間隙を遮蔽するシ
ール部材７を設けることが好ましい。このシール部材７
としては、現像ハウジング２の現像用開口２ａ縁を好ま
しい形状に形成したり、あるいは、現像ハウジング２内
に別途設けるなど適宜選定して差し支えない。ここでい
うシール部材７はトリミング部材ではなく、少なくとも
現像剤Ｇを塞き止めることによって現像剤担持体３から
現像剤Ｇを落下させないものを指す。また、従来の現像
装置のように、トリミング部材が現像領域上流側のシー
ルを兼ねている態様にあっては、トリミング部材によっ
て現像剤が塞き止められて層形成される現像剤の出口に
おいて、力を受けていた現像剤が開放されるために比較
的トナークラウドが発生し易いが、本発明にあっては、
現像剤Ｇに大きな力が加わらないため、シール部材７出
口におけるトナークラウド発生量は抑制される。

【００２５】更にまた、現像剤担持体３上で現像剤Ｇの
層厚を正確に規制するには、その前提として、現像剤担
持体３のピックアップ磁極６ｂに充分な現像剤Ｇを供給
することが必要になる。そこで、ピックアップ磁極６ｂ
に充分な現像剤Ｇを供給する上で有効な態様としては、
現像ハウジング２内に現像剤担持体３のピックアップ磁
極６ｂに対応する部分に現像剤Ｇを供給する現像剤供給
部材（図示せず）を配設するものが挙げられる。そして
また、現像剤の帯電性を良好に保つという観点からすれ
ば、現像ハウジング２内に現像剤Ｇを攪拌する攪拌部材
（図示せず）を設けることが好ましい。

【００２６】また、磁石部材５の磁極６配列について
は、上述した現像磁極６ａ，ピックアップ磁極６ｂ及び
トリミング磁極６ｃを含んだものであれば適宜選定して
差し支えないが、例えば現像領域ｍを設ける箇所の自由
度を高めるという観点からすれば、磁石部材５は、異極
性磁極６を交互に配列したものであることが好ましい。
この態様によれば、現像領域ｍの下流側に現像剤剥離用
の同極性磁極対を設ける必要がない分、現像領域ｍを設
ける箇所のレイアウト上の自由度を高めることが可能で
ある。

【００２７】更に、現像装置の小型化という観点からす
れば、現像ハウジング２内には現像剤担持体３のみが配
設されていることが好ましい。また、現像ハウジング２
内での現像剤Ｇの循環性を良好に保つには、現像ハウジ
ング２は、現像剤担持体３から落下する現像剤Ｇを現像
剤貯留部に向けて案内する案内部（図示せず）を備えて
いることが好ましい。この案内部としては、例えば現像
剤貯留部に向けて現像剤Ｇが自重で移動するような傾斜
部が含まれる。尚、現像剤貯留部とは現像剤Ｇが貯留さ
れる部分を指すが、例えば現像剤Ｇの攪拌部材や現像剤
供給部材などが配設されていてもよいことは勿論であ
る。

【００２８】また、上述したように、本発明に係る現像
装置はトリミング磁極６ｃにて現像剤担持体３上の現像
剤Ｇの層厚を規制するようにしているため、現像剤担持
体３に対向した部位に層厚規制部材（トリミング部材）
を別途設ける必要はなくなるが、現像領域ｍへ搬送され
る現像剤Ｇ層の状態をより良好に保つには、トリミング
磁極６ｃにて層厚規制された現像剤Ｇが現像領域ｍに搬
送される現像剤担持体３の周囲には、現像剤Ｇ層を均す
ための均し部材８を設けることが好ましい。ここで、均
し部材８には、現像剤Ｇ層に対する均し機能を備えてい
ればよく、一部の現像剤を塞き止めるものをも含む。但
し、現像剤Ｇへのストレスを確実に抑えるには、現像剤
Ｇの塞き止め機能を無くすようにすることが好ましい。

【００２９】更に、本発明において、現像剤Ｇを攪拌す
るスクリューオーガーなどの攪拌部材は確かに現像剤Ｇ
の帯電性を高める上では有効であるが、一方において、
現像剤Ｇを強制的に攪拌するために現像剤Ｇの寿命を縮
めるという不具合がある。例えばスクリューオーガーを
用いる場合には、現像剤が片寄らないよう、必ず２方向
に配設する必要があるが、この折り返し部では現像剤群
に圧力を加えて方向を変えさせるため、現像剤の寿命を
縮めてしまう。これを滑らかにしようとすると大型化、
高コスト化につながる。一方、現像剤担持体３の周囲に
は従前のトリミング部材を配設しなくて済むため、この
トリミング部材の配設スペースを利用することは可能で
ある。そこで、現像剤Ｇの攪拌部材を最小限のものにす
る、あるいは、使用しないという観点からすれば、トリ
ミング磁極６ｃにて層厚規制された現像剤Ｇが現像領域
ｍに搬送される現像剤担持体３の周囲に、現像剤Ｇを帯
電させる帯電部材９が設けられていることが好ましい。

【００３０】ここで、帯電部材９の好ましい態様として
は、現像剤担持体３の回転方向と逆方向には現像剤Ｇを
落下させず当該現像剤Ｇを帯電させる帯電用突起部材に
て構成されているものが挙げられる。この帯電部材９で
ある帯電用突起部材は、現像剤担持体３の回転方向に沿
って連続的若しくは非連続的に配設され、通過する現像
剤Ｇ層に乱流を与えながら帯電するものであり、帯電効
率が高い点で好ましい。また、帯電部材９としては、通
過する現像剤Ｇ層との間で摩擦による帯電作用を奏する
ものであれば差し支えないが、帯電部材９に帯電用電界
を働かせるようにしてもよい。このときの帯電用電界の
好ましい態様としては、帯電部材９と現像剤担持体３と
が対向する領域にて交番電界を形成するようにすればよ
い。

【００３１】また、現像剤担持体３の周囲に帯電部材９
を配設した態様においては、帯電部材９通過時に現像剤
Ｇ層表面が幾分か乱されるため、帯電部材９に対し現像
剤担持体３の回転方向下流側に現像剤Ｇ層を均すための
均し部材８が設けられていることが好ましい。但し、現
像剤担持体３の回転方向に対し帯電部材９の下流側で現
像領域ｍの手前側に搬送磁極６ｄなどの磁極６を設ける
ようにしておけば、当該搬送磁極６ｄを通過する時点で
現像剤Ｇ層が搬送磁極６ｄからの磁力分布に従ってある
程度均されることから、必ずしも均し部材８を必要とす
るものではない。

【００３２】次に、図３３に示す比較モデルに係る現像
装置（トリミング部材２２０を具備）が現像剤の寿命に
とって好ましくなく、図１に示す発明に係る現像装置が
現像剤の寿命にとって好ましいことを対比説明する。本
件発明者らの検討によれば、現像剤の寿命低下の主原因
となる現像剤の帯電能力低下はキャリアの帯電能力低下
によるものである。すなわち、本件発明者らは、トナー
側の成分、すなわちトナーのバインダ、トナー表面に帯
電制御や流動性確保のために用いられている外添剤など
がキャリア表面に固着することによってキャリアの有効
帯電表面積が減少することによることを確認した。ま
た、上記のようなキャリア表面へのトナー側成分の固着
が生じる原因は、トナーとキャリアが摩擦帯電によって
結びついていることによるが、現像装置内のどの部位に
おける影響が強いかということについて、それぞれの個
所間の現像剤のやり取りを遮断して独立に現像剤を動か
し、キャリア表面へのトナー側成分の固着度合いを調べ
たところ、トリミング部材における層形成が最も大きく
寄与していることが判明した。

【００３３】トリミング部材２２０を用いた層形成部に
おける圧力について図３５のように考察した。トリミン
グ部材２２０は現像ロール２１３上の現像剤Ｇ層に対し
スムーズな穂切りをするために固定磁極（例えば２１６
ｄ）の若干下流に置かれる。トリミング部材２２０によ
って現像剤Ｇが塞き止められて定常状態に至ると、トリ
ミング部材２２０上流側には多くの現像剤Ｇが内部の固
定磁極２１６ｄによって保持されることになる。この多
量の現像剤Ｇ群の中から現像スリーブ２１４側の一部の
現像剤Ｇが層となってトリミング部材２２０と現像ロー
ル２１３との間隙を通過していく。

【００３４】このとき、すり抜ける現像剤Ｇと残留する
現像剤Ｇとの境界部（図３５中点線で示す）には、境界
部より外側にある現像剤Ｇの磁化による磁気吸引力Ｆが
働く。すなわち、多くの現像剤Ｇを保持するほどこの磁
気吸引力Ｆは強くなる。また、その磁気吸引力Ｆと境界
部の摩擦係数をかけたものが境界部における搬送力Ｓ
（摩擦力）となる。従って、トリミング部材２２０上流
側に多くの現像剤Ｇが保持されるほど搬送力Ｓが大き
く、摩擦力Ｓが働く境界部の面積も大きくなる。更に、
この搬送力Ｓの総和によって現像剤Ｇ群はトリミング部
材２２０に押し付けられ、大きな圧力を受けることにな
る。以上のように、トリミング部材２２０上流側に多く
の現像剤Ｇが堆積することによって現像剤Ｇの劣化が促
進されると考えられる。

【００３５】ここで、トリミング部材２２０の上流側に
おける固定磁極２１６ｄの磁束密度を小さく設定するこ
とによって多くの現像剤Ｇが堆積することは防止される
が、層形成動作を不安定にする事態は避けられない。す
なわち、現像ロール２１３に供給される現像剤Ｇは例え
ば現像剤Ｇを供給する搬送パドル２２１やスクリューオ
ーガー２２２，２２３（図３３参照）の羽根のピッチの
影響を受けるため、トリミング部材２２０の上流側での
現像剤Ｇ層の堆積量が少ないと、前記影響が現像剤Ｇ層
にそのまま出てしまい、画像に現れることになる。この
ため、トリミング部材２２０手前に現像剤Ｇを堆積させ
ることは層形成動作の安定化に寄与していることが把握
される。

【００３６】そこで、本件発明においては、これらの事
情に鑑み、トリミング部材２２０を用いずに層形成を行
う方法を新たに案出した。すなわち、本発明は、図３に
示すように、磁石部材５の磁極６のレイアウトを工夫す
ることで、現像剤担持体３のピックアップ磁極６ｂに対
応する部分に現像剤Ｇを捕獲した後、トリミング磁極６
ｃに至る間で、磁気吸引力によって現像剤担持体３上に
保持しきれない余剰現像剤Ｇを落下させ、必要な量の現
像剤Ｇを保持するようにしたものである。この態様によ
れば、層形成にトリミング部材２２０を用いた比較モデ
ルのように、現像剤Ｇが摩擦によってすり抜ける部分が
なく、かつ、固定磁極２１６ｄ（強磁界部）に付着した
多くの現像剤Ｇがトリミング部材２２０に強く押し付け
られることもないため、キャリアへのトナー成分の固着
は極力抑えられる。

【００３７】ここで、図３によって現像剤Ｇの搬送過程
について詳しく考察すると、現像剤を搬送する力は、主
に現像剤担持体３の磁気吸引力、現像剤担持体３と現像
剤Ｇとの摩擦係数、現像剤Ｇ間の摩擦係数、重力、及び
慣性力によって成り立っていると考えられる。このう
ち、現像剤担持体３接線方向の磁気吸引力は現像剤Ｇと
磁極６との位置関係によって異なるため複雑であるこ
と、また、慣性力は現像剤担持体３の回転速度や径によ
って異なるため煩雑であること、実際の現象との対比に
おいて概略の説明にはこれらを無視しても矛盾を生じな
いことから、簡単のため省略する。

【００３８】今、ピックアップ磁極６ｂに対応する現像
剤担持体３表面では、図３中Ａ部分に示すように、現像
剤Ｇ群の表面において重力と法線方向磁気吸引力の垂直
成分（図中細線で示す）とが釣り合っている。その後、
現像剤担持体３の表面近傍に保持された現像剤Ｇがピッ
クアップ磁極６ｂ部分（図３中Ａ’部分）から現像剤担
持体３の回転中心Ｏ位置と略同じ高さ（図３中Ｂ部分）
に運ばれた場合には、かなり磁気吸引力が弱まってい
る。このとき、現像剤Ｇを上方に搬送しようとする力は
磁気吸引力と現像剤Ｇの摩擦係数による摩擦力であっ
て、磁気吸引力が弱まっていることから、この摩擦力と
重力とが釣り合う個所は、ピックアップ磁極６ｂ上に比
べると現像剤Ｇ層の内側に位置し、その結果、それより
外側に位置する現像剤Ｇが現像剤担持体３上から落下す
る（図３中Ｂ部分）。この結果、現像剤担持体３の回転
中心Ｏ高さ付近において、現像剤Ｇは所定の層厚に規制
される。

【００３９】更に、現像剤Ｇが上方に運ばれると、図３
中Ｃ部分に示すように、重力の現像剤担持体３法線方向
成分が現像剤担持体３方向を向くため、この力と磁気吸
引力との和に現像剤Ｇの摩擦係数をかけた現像剤担持体
３の接線方向の力（現像剤Ｇの搬送力）が増加する。こ
のとき、当該現像剤Ｇの搬送力が重力の接線方向成分を
下回れば現像剤Ｇは落下し、下回らなければ落下しな
い。ここで、前記現像剤Ｇの搬送力が重力の接線方向成
分を下回るためには、図３のＢ部分に比べて重力の現像
剤担持体３の法線方向成分が増加した以上に磁気吸引力
が低下していることが必要であり、このような状況にな
らなければ、現像剤Ｇは現像剤担持体３上から落下する
ことなく、所定層厚のまま現像領域ｍへ搬送される。

【００４０】従って、ピックアップ磁極６ｂからトリミ
ング磁極６ｃに至る間で現像剤担持体３上で現像剤Ｇを
所定層厚の薄層に形成するためには、現像剤担持体３の
回転中心Ｏ高さ付近で余剰現像剤Ｇが落下するように設
計することが好ましく、そのためには少なくともピック
アップ磁極６ｂは現像剤担持体３の回転中心Ｏ位置より
も下方にあることが必要である。また、この層形成条件
を決定する主要因は磁極６、特にはピックアップ磁極６
ｂ及びトリミング磁極６ｃの強さと位置関係であるが、
これ以外に層形成条件に寄与する要因として、現像剤担
持体３の表面粗さ、現像剤Ｇの内部摩擦係数又は流動
性、現像剤担持体３の径と回転速度などがあり、より所
望の現像剤Ｇ層を得るためにはこれらの要因についても
調整することが必要である。

【００４１】尚、本件出願人の出願のうち、本件発明に
近似した技術が先願として出されているが、本件とは着
想が相違することを補足的に述べておく。すなわち、上
述した先願（特願平１１−２８１１９９号）は、「捕獲
領域で現像ロール上に捕獲される現像剤捕獲量と搬送領
域で現像ロール上から脱落する現像剤脱落量との差が現
像領域で必要な現像剤必要量となるように、捕獲領域及
び搬送領域における磁界発生手段の磁力及び磁力分布を
設定した点」を特徴とするものである。この先願は、各
領域（捕獲領域，搬送領域，現像領域）における磁力及
び磁力分布を設定することで、各領域での夫々の機能
（捕獲、搬送、現像）を発揮させることを前提とするも
のであり、また、搬送領域での現像剤脱落量とは、主と
して均し部材で均す際に脱落するものを指すものである
から、本件発明の特徴点「ピックアップ磁極に対し現像
スリーブの回転方向下流側に設けられ、前記ピックアッ
プ磁極にて捕獲された現像剤の余剰分を現像スリーブの
回転中心高さ付近で落下させ、現像剤の必要量のみを担
持させることで現像剤層を所定厚に規制するトリミング
磁極」とは着想が相違する。

【００４２】また、上述した第二の技術的課題（非現像
時の現像剤層厚規制）を解決するには、本発明として
は、図２に示すように、潜像担持体１に対向して現像用
開口２ａが開設された現像ハウジング２を有し、この現
像用開口２ａに面して現像剤担持体３を配設すると共
に、磁性キャリアとトナーとを具備した二成分現像剤Ｇ
を前記現像剤担持体３表面に担持させ、現像剤担持体３
の潜像担持体１に対向する現像領域ｍで潜像担持体１上
の静電潜像を顕像化する現像装置において、現像剤担持
体３には、二成分現像剤Ｇを担持し且つ現像領域ｍで上
方から下方に向けて回転するように回転可能に設けられ
る現像スリーブ４と、この現像スリーブ４の内部に固定
的に設けられ且つ周囲に複数の磁極６が配列される磁石
部材５とを備え、磁石部材５には、現像時と非現像時と
で磁極レイアウトを可変設定し、非現像時には現像剤担
持体３表面に担持されて現像領域ｍに搬送される現像剤
量を略０に設定するものであればよい。

【００４３】このような技術的手段において、磁石部材
５の現像時の磁極レイアウトについては、特に制限はな
く、非現像時に現像剤担持体３表面に担持されて現像領
域ｍに搬送される現像剤量を略０に設定する磁極レイア
ウトに変化するものであれば適宜選定することができ
る。また、現像時と非現像時とで磁極レイアウトを可変
設定するに当たり、磁石部材５全体を移動させてもよい
し、磁極６の一部を移動させるようにしてもよい。更
に、非現像時の磁極レイアウトとしては、現像剤担持体
３への現像剤Ｇの捕獲量そのものを略０にする態様であ
ってもよいし、あるいは、現像剤担持体３に一旦捕獲は
するが、捕獲した現像剤Ｇ全部を落下させる態様のいず
れでもよい。

【００４４】ここで、前者の非現像時の磁極レイアウト
としては、例えば磁石部材５に残留現像剤剥離用の反発
磁極（同極性磁極対）を備えた態様において、現像剤担
持体３への捕獲領域に対応した部位に同極性磁極対を移
動させ、現像剤担持体３への現像剤Ｇの捕獲量そのもの
を略０にする態様が挙げられる。また、後者の非現像時
の磁極レイアウトについては、例えば現像時の磁極レイ
アウトが図１に示す態様（現像磁極６ａ，ピックアップ
磁極６ｂ，トリミング磁極６ｃ）と同様である場合にお
いて、図２に示すように、少なくともトリミング磁極６
ｃの位置変化によって現像剤Ｇの層厚規制量が異なるこ
とを利用し、トリミング磁極６ｃの位置を移動させるこ
とで現像剤Ｇの層厚規制量を略０に設定する態様が挙げ
られる。

【００４５】特に、後者の非現像時の磁極レイアウト例
は、磁極レイアウトを可変設定することで、現像時に
は、現像剤担持体３へ層厚規制された現像剤を供給で
き、かつ、非現像時における現像剤供給を無くすことが
可能である点で好ましい。また、少なくともトリミング
磁極６ｃの位置を可変設定する態様にあっては、通常ト
リミング磁極６ｃは、非現像時には現像スリーブ４の回
転方向に対し現像時位置よりも上流側に変位するように
すればよい。この場合、トリミング磁極６ｃの変更範囲
は比較的小さく抑えられるため、磁極レイアウトを最小
限に抑える態様である点で好ましい。

【００４６】また、図１、図２に示す態様の発明は、い
ずれも現像装置を対象とするものであるが、これに限ら
れるものではなく、本発明は、これらの現像装置を使用
した画像形成装置そのものをも対象とする。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図４は本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置
の実施の形態１を示す。同図において、符号１１は矢印
方向に回転する潜像担持体である感光体ドラムであり、
この感光体ドラム１１はコロトロンなどの帯電装置１２
によって帯電され、レーザ走査装置などの露光装置１３
によって静電潜像が書き込まれる。この静電潜像は、光
の当たった感光体ドラム１１表面電位が低下し、光の当
たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画
像として形成される。また、現像装置１４は、現像ハウ
ジング２１内に着色粒子であるトナー及びキャリアから
なる二成分現像剤を収容し、現像ロール２２に前記現像
剤を担持させ、この現像ロール２２にバイアス電源１５
から現像バイアスを印加することで、現像ロール２２を
静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、
静電潜像の高電位部又は低電位部のいずれかをいずれか
の極性に帯電されたトナーにて選択的に現像するように
したものである。更に、転写装置１６は、例えば感光体
ドラム１１に接触配置される転写ロールにて構成され、
バイアス電源１７によって感光体ドラム１１上のトナー
像が引き付けられる方向の転写バイアスを印加すること
で、感光体ドラム１１上のトナー像を記録材１８に転写
させるようにしたものである。その後、感光体ドラム１
１上に残留したトナーはクリーニング装置１９によって
除去され、感光体ドラム１１は全面露光装置２０などに
よって不均一に残留する電荷を消去した後、再び同じ作
像工程が繰り返されるようになっている。

【００４８】本実施の形態において、現像装置１４とし
ては例えば図５に示す態様のものが用いられる。同図に
おいて、現像装置１４は、感光体ドラム１１に対向して
現像用開口２１ａが開設された現像ハウジング２１を有
し、この現像ハウジング２１内にトナー及びキャリアか
らなる二成分現像剤Ｇを収容し、この現像ハウジング２
１の現像用開口２１ａに面して現像ロール２２を配設す
ると共に、この現像ハウジング２１内部のうち、現像ロ
ール２２の背面側には搬送パドル２６を配設し、更に、
この搬送パドル２６の背面側には現像剤攪拌用の一対の
スクリューオーガー２７，２８を現像剤Ｇが循環搬送さ
れるように配設したものである。

【００４９】本実施の形態において、現像ハウジング２
１の高さ寸法Ｈは現像ロール２２の外径寸法より僅かに
大きい程度に設定されており、現像ロール２２は、感光
体ドラム１１に対向する現像領域ｍで上方から下方に向
けて回転し且つ非磁性材料にて形成された現像スリーブ
２３と、この現像スリーブ２３内に固定的に配設され且
つ周囲に複数の磁極２５が配列される磁石ロール２４と
を備えている。磁石ロール２４としては、磁性ロール本
体の所定部位に磁石を埋設したり、あるいは、磁性ロー
ル本体の対応部分を着磁することで、磁極２５を形成す
るようにしたものが用いられる。

【００５０】本例で用いられる磁極レイアウトとして
は、例えば現像領域ｍ側において現像スリーブ２３（又
は現像ロール２２）の回転中心Ｏを通る水平面に合わせ
て現像磁極２５ａ（本例ではＳ１）を配設し、現像スリ
ーブ２３の回転方向に対し、現像磁極２５ａの下流側に
同極性の磁極対２５ｂ，２５ｃ（本例ではＮ１，Ｎ２）
を配設すると共に、現像スリーブ２３の回転方向が下方
から上方に向かう領域のうち、現像スリーブ２３の回転
中心Ｏ高さよりも下方側に位置する領域に前記下流側に
位置する磁極２５ｃを現像剤捕獲用のピックアップ磁極
として配置し、更に、このピックアップ磁極２５ｃの下
流側で且つ現像スリーブ２３の回転中心Ｏ高さより上方
には、現像剤層厚規制用のトリミング磁極２５ｄ（本例
ではＳ２）を配設し、更にまた、このトリミング磁極２
５ｄの下流側には現像剤搬送用の搬送磁極２５ｅ（本例
ではＮ３）を配設したものが用いられる。

【００５１】本例では、特に、ピックアップ磁極２５ｃ
（Ｎ２）とトリミング磁極２５ｄ（Ｓ２）の磁力、位置
関係が重要であり、現像スリーブ２３表面の回転中心Ｏ
高さ付近における現像剤Ｇの挙動を以下のように調整す
るものである。すなわち、図６（ａ）に示すように、ピ
ックアップ磁極２５ｃは現像スリーブ２３の回転中心Ｏ
を通る水平面に対して角度αだけ下方側に配置される
が、角度αが小さければ小さい程現像スリーブ２３表面
の回転中心Ｏ高さ付近に作用する磁気吸引力は強くな
り、逆に、角度αが大きければ大きい程前記磁気吸引力
が弱くなる。また、トリミング磁極２５ｄは現像スリー
ブ２３の回転中心Ｏを通る水平面に対して角度βだけ上
方側に配置されるが、角度βが小さければ小さい程現像
スリーブ２３表面の回転中心Ｏ高さ付近に作用する磁気
吸引力は強くなり、逆に、角度βが大きければ大きい程
前記磁気吸引力が弱くなる。

【００５２】従って、ピックアップ磁極２５ｃ，トリミ
ング磁極２５ｄの磁力、並びに、位置関係を調整するこ
とで、現像スリーブ２３表面の回転中心Ｏ高さ付近にお
ける現像剤Ｇへの作用力を調整することが可能になる。
本例では、例えば現像剤Ｇの捕獲力を充分に確保し、か
つ、現像スリーブ２３表面の回転中心Ｏ高さ付近での磁
気吸引力をある程度弱めるという観点から、ピックアッ
プ磁極２５ｃについては強磁界のものを使用すると共
に、そのレイアウトについては角度αを比較的大きく設
定し、一方、トリミング磁極２５ｄについてはピックア
ップ磁極２５ｃよりも弱磁界のものを使用すると共に、
そのレイアウトについては角度βを比較的小さく設定す
るようにした態様が選定されている。

【００５３】このような態様において、現像ロール２２
の周辺に存在する現像剤Ｇはピックアップ磁極２５ｃの
磁力により現像スリーブ２３上に充分に捕獲される。そ
して、ピックアップ磁極２５ｃにより捕獲されて現像ス
リーブ２３表面の回転中心Ｏ高さ付近まで搬送された現
像剤Ｇのうち、現像剤粒子Ｇ１のように、現像スリーブ
２３の表面近傍に位置するものは、磁気吸引力に現像剤
Ｇの摩擦係数をかけた搬送力（摩擦力）Ｕが重力Ｊより
大きいため、現像スリーブ２３上でトリミング磁極２５
ｄ側に向かって搬送される。また、現像スリーブ２３表
面の回転中心Ｏ高さ付近まで搬送された現像剤Ｇのう
ち、現像剤粒子Ｇ２のように、現像スリーブ２３の表面
から次第に離間するものは、当該現像剤粒子Ｇ２に作用
する磁気吸引力が弱まるため、この磁気吸引力に現像剤
Ｇの摩擦係数をかけた搬送力（摩擦力）Ｕが重力Ｊと略
等しくなり、更に、現像剤粒子Ｇ３のように、現像スリ
ーブ２３の表面から外側に離間したものは、当該現像剤
粒子Ｇ３に作用する磁気吸引力が更に弱まるため、この
磁気吸引力に現像剤Ｇの摩擦係数をかけた搬送力（摩擦
力）Ｕが重力Ｊよりも小さくなってしまい、現像剤粒子
Ｇ３は重力Ｊにより落下する。このため、現像スリーブ
２３表面の回転中心Ｏ高さ付近まで搬送された現像剤Ｇ
のうち、現像剤粒子Ｇ２の内側に存在する現像剤Ｇは重
力Ｊよりも大きい搬送力Ｕによって搬送され、その外側
に位置する現像剤Ｇは搬送力Ｕより大きい重力Ｊによっ
て落下することになり、図５に示すように、現像ロール
２２上には所定層厚ｄの現像剤Ｇ層が形成される。従っ
て、本実施の形態では、現像剤Ｇを所定層厚に規制する
ために、従前のようなトリミング部材を用いる必要がな
くなるため、トリミング部材を使用した際に現像剤Ｇに
作用するストレスを無くすことが可能になり、その分、
現像剤Ｇの寿命を延ばすことができる。尚、仮に、本実
施の形態において、トリミング部材を使用したとして
も、トリミング部材で塞き止められる現像剤量自体はご
く微量（略０）であるため、トリミング部材から現像剤
Ｇに作用するストレスはほとんどない。

【００５４】また、本実施の形態における現像装置モデ
ルについてシミュレーション計算を行ったところ、図６
（ｂ）に示すように、現像剤Ｇ粒子が運動することが確
認され、また、現像剤Ｇ粒子が受ける力の方向について
は図６（ｃ）に示す結果が得られ、上述した現像剤Ｇに
対する搬送力と重力の関係が確認された。そしてまた、
これらの現像剤Ｇの挙動については後述する実施例にて
確認された。

【００５５】更に、本実施の形態では、ピックアップ磁
極２５ｃ及びトリミング磁極２５ｄにより層厚規制され
た現像剤Ｇは搬送磁極２５ｅの磁力に沿って現像ロール
２２上に担持されたまま現像領域ｍへと搬送される。こ
のとき、本実施の形態では、現像ハウジング２１の現像
用開口２１ａの上縁部３１は現像ロール２２表面に対し
現像剤Ｇの規制層厚ｄだけ離間配置されており、現像剤
Ｇの表面を均す均し部材として働くと共に、現像ハウジ
ング２１内からトナークラウドが漏出するのを防止する
シール部材としても働くようになっている。更にまた、
本実施の形態では、現像ハウジング２１の現像用開口２
１ａの下縁部３２も現像ロール２２表面に対し現像剤Ｇ
の規制層厚ｄだけ離間配置されており、トナークラウド
漏出防止用のシール部材として働くようになっている。
尚、本実施の形態では、現像ハウジング２１の現像用開
口２１ａの上縁部３１及び下縁部３２がシール部材など
として働いているが、層厚規制された現像剤Ｇ層を壊さ
ない範囲で別途シートフィルムを現像用開口２１ａ縁部
に取付けるようにしてもよいことは勿論である。

【００５６】また、本実施の形態において、現像ハウジ
ング２１は現像ロール２２の外径寸法よりも僅かに大き
い程度の高さ寸法Ｈに形成されているため、装置自体を
薄型にすることが可能である。このため、例えば四サイ
クル型画像形成装置において、各色成分の現像装置１４
を上下方向に並列配置する態様でも、本実施の形態の現
像装置１４を有効に利用することができる。

【００５７】更に、本実施の形態では、搬送パドル２６
は現像ロール２２の背面側に配設されており、この搬送
パドル２６は、対向部にて現像ロール２２の回転方向と
逆方向に回転するものであり、しかも、搬送パドル２６
の現像ロール２２側最突出端は前記現像ロール２２表面
の回転中心Ｏ高さ位置よりも下方に位置し、現像ロール
２２表面の回転中心Ｏ高さ付近から落下する現像剤Ｇ溜
まり内に突入配置されている。従って、本実施の形態で
は、現像剤Ｇ溜まりは搬送パドル２６の回転によって下
方側に削り落とされることになり、その分、現像ロール
２２表面の回転中心Ｏ高さ付近にて現像剤Ｇが確実に落
下することになる。このように、搬送パドル２６は、現
像剤Ｇの落下動作を補助するものであり、この態様によ
れば、トナーを失った現像剤Ｇを一旦現像ロール２２か
ら遠ざけてトナー補給し、再び現像ロール２２にトナー
補給された現像剤Ｇを供給することができるから、面積
率の高い現像を連続して行う場合に有効である。

【００５８】更に、本実施の形態では、現像ハウジング
２１の底壁のうち、現像剤Ｇ溜まりの搬送パドル２６の
削り落とし部分に対応した箇所には、現像ハウジング２
１の奥側に向かって斜め下方に傾斜した案内テーパ部３
３が形成されており、現像ハウジング２１の底壁に落下
した現像剤Ｇは前記案内テーパ部３３に沿って現像ハウ
ジング２１の奥側へ自然に移動するようになっている。
このとき、本実施の形態では、搬送パドル２６が現像ハ
ウジング２１の案内テーパ部３３に沿って移動する現像
剤Ｇをスクリューオーガー２７，２８の方へ向けて搬送
し、スクリューオーガー２７，２８にて、適宜トナー補
給されて攪拌混合された現像剤Ｇは再び搬送パドル２６
によって現像ロール２２側へと送り込まれる。

【００５９】また、本実施の形態では、磁石ロール２４
には、現像スリーブ２３の回転方向に対し現像領域ｍの
下流側に同極性磁極対２５ｂ，２５ｃを配設している
が、そもそも現像ロール２２の下方に位置する現像ハウ
ジング２１の底壁は現像ロール２２に接近配置されてい
ることから、前記同極性磁極対２５ｂ，２５ｃの中間部
分に形成される反発磁界によって現像ロール２２表面か
ら現像剤Ｇが一旦剥離されたとしても、この剥離された
現像剤Ｇは現像ロール２２と現像ハウジング２１の底壁
との間に充填されたまま現像ロール２２の回転に追従し
て現像ハウジング２１の奥側へと移動せしめられる。従
って、本実施の形態のように、現像ロール２２の下方に
位置する現像ハウジング２１の底壁部分が現像ロール２
２に接近配置する態様にあっては、例えば図７に示すよ
うに、磁石ロール２４の磁極２５として、同極性磁極対
を設けることなく、現像磁極２５ａ（本例ではＳ１）、
ピックアップ磁極２５ｃ（本例ではＮ１）、トリミング
磁極２５ｄ（本例ではＳ２）、搬送磁極２５ｅ（Ｎ２）
のように異極性の磁極２５を交互に配列するようにして
もよい。

【００６０】◎実施の形態２ 図８は本発明が摘要された現像装置の実施の形態２を示
す。同図において、現像装置１４は、実施の形態１と略
同様に構成されているが、現像ハウジング２１形状、現
像ロール２２構成、搬送パドル２６及びスクリューオー
ガー２７，２８のレイアウトが実施の形態１と異なって
いる。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実
施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説
明を省略する。すなわち、本実施の形態において、現像
ハウジング２１は、実施の形態１に比べて大きな高さ寸
法を有しており、現像ハウジング２１内の現像ロール２
２の配設スペースの下方に搬送パドル２６が配設される
と共に、現像ロール２２の背面の斜め下方で搬送パドル
２６の背面側に一対のスクリューオーガー２７，２８が
配設されている。

【００６１】また、本実施の形態で用いられる現像ロー
ル２２は、現像スリーブ２３内に磁石ロール２４を固定
的に設けたものであるが、磁石ロール２４の磁極２５レ
イアウトとしては、現像領域ｍに対応した箇所に現像磁
極２５ａ（本例ではＳ１）を配設し、現像スリーブ２３
の回転方向に対し、現像磁極２５ａの下流側に同極性磁
極対２５ｂ，２５ｃ（本例ではＮ１，Ｎ２）を配設する
と共に、その下流側の磁極２５ｃをピックアップ磁極と
して機能させ、更に、このピックアップ磁極２５ｃの下
流側には複数の磁極（本例ではＳ２，Ｎ３，Ｓ３）から
なるトリミング磁極２５ｄを配設し、更に、このトリミ
ング磁極２５ｄの下流側に搬送磁極２５ｅを配設した態
様が挙げられる。

【００６２】ここで、ピックアップ磁極２５ｃは現像ス
リーブ２３の回転中心Ｏ高さよりも下方に配置され、ト
リミング磁極２５ｄは現像スリーブ２３の回転中心Ｏ高
さよりも上方に配置されており、ピックアップ磁極２５
ｃについては強磁界のものが使用され、トリミング磁極
２５ｄについてはいずれもピックアップ磁極２５ｃより
も弱磁界のものが使用されている。そして、本実施の形
態では、上記搬送パドル２６は同極性磁極対２５ｂ，２
５ｃの中間部分に対応した下方に配設され、対向部にて
現像ロール２２の回転方向と逆方向に回転するようにな
っている。

【００６３】次に、本実施の形態に係る現像装置におけ
る現像剤の挙動について説明する。今、スクリューオー
ガー２７，２８によって攪拌混合された現像剤Ｇのうち
搬送パドル２６の近傍に存在するものは、搬送パドル２
６によって現像ロール２２側のピックアップ磁極２５ｃ
付近に掻き上げられる。このため、現像ロール２２のピ
ックアップ磁極２５ｃの近傍には十分な現像剤Ｇが供給
されることになり、現像ロール２２の表面にはピックア
ップ磁極２５ｃの磁力により現像剤Ｇが確実に捕獲され
る。この後、現像ロール２２（現像スリーブ２３）が回
転していくと、現像ロール２２上の現像剤Ｇは現像ロー
ル２２表面の回転中心Ｏ高さ付近まで搬送されていく
が、当該部分に到達したところで、ピックアップ磁極２
５ｃとトリミング磁極２５ｄとによる磁気吸引力がピッ
クアップ磁極２５ｃ部分に比べて弱まるため、現像ロー
ル２２表面に担持されていた現像剤Ｇのうち余剰分が落
下し、必要量のみが現像ロール２２表面に担持される。
特に、本実施の形態では、トリミング磁極２５ｄは、実
施の形態１が単数のものであったのに比べて複数の異極
性磁極（ピックアップ磁極２５ｃに比べて弱磁界）を交
互に配列したものであるため、現像ロール２２表面の回
転中心Ｏ高さ付近の磁気吸引力の調整がし易く、しか
も、層厚規制された現像剤Ｇの搬送力を広範囲に亘って
安定させることが可能になる。

【００６４】このため、本実施の形態にあっても、現像
ロール２２上の現像剤Ｇはトリミング磁極２５ｄの手前
にて所定層厚ｄに規制された後にトリミング磁極２５
ｄ、搬送磁極２５ｅの磁力により保持されて現像領域ｍ
へと搬送され、当該現像領域ｍにて現像磁極２５ａの作
用により感光体ドラム１１上の静電潜像が可視像化され
ることになる。この後、現像領域ｍを通過した残留現像
剤Ｇは同極性磁極対２５ｂ，２５ｃの中間部分で形成さ
れた反発磁界により現像ロール２２から下方へ落下す
る。すると、落下した現像剤Ｇは、図８に矢印で示すよ
うに、搬送パドル２６にて現像ハウジング２１の奧側の
スクリューオーガー２７，２８の方へ向けて搬送され、
また、現像ロール２２のトリミング磁極２５ｄの手前側
で落下した現像剤Ｇは自然にスクリューオーガー２７，
２８の方へ戻される。このため、スクリューオーガー２
７，２８側に戻された現像剤Ｇは適宜トナー補給された
後スクリューオーガー２７，２８にて攪拌混合され、再
び搬送パドル２６によって現像ロール２２側へと送り込
まれる。

【００６５】◎実施の形態３ 図９は本発明が適用された現像装置の実施の形態３を示
す。本実施の形態に係る現像装置１４は、実施の形態
１，２と異なり、現像ハウジング２１の現像用開口２１
ａに面した現像ロール２２のみを配設し、搬送パドル２
６やスクリューオーガー２７，２８を使用しない態様に
したものであり、実施の形態１，２に比べてコンパクト
な構成を実現したものである。尚、実施の形態１と同様
な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付し
てここではその詳細な説明を省略する。ここで、現像ロ
ール２２の構成は実施の形態１と同様な現像スリーブ２
３及び磁石ロール２４（現像磁極２５ａ，一方がピック
アップ磁極として機能する同極性磁極対２５ｂ，２５
ｃ，トリミング磁極２５ｄ，搬送磁極２５ｅを具備）を
備えているが、現像ハウジング２１としては、現像ロー
ル２２の下方に現像剤Ｇが貯留される現像剤貯留部３４
を確保し、この現像剤貯留部３４を区画する底壁のう
ち、現像ロール２２の同極性磁極対２５ｂ，２５ｃの下
方に対応した部分に現像ハウジング２１の奧側に向かっ
て斜め下方に傾斜する第一の案内テーパ部３５を形成す
ると共に、この第一の案内テーパ部３５の更に奧側には
第一の案内テーパ部３５と略Ｖ字状に連なる第二の案内
テーパ部３６を形成したものが用いられる。

【００６６】次に、本実施の形態に係る現像装置におけ
る現像剤の挙動について説明する。今、現像ロール２２
が回転動作をしているとすると、ピックアップ磁極２５
ｃ近傍に存在する現像剤Ｇはピックアップ磁極２５ｃの
磁力により現像ロール２２表面に捕獲される。この後、
現像ロール２２（現像スリーブ２３）が回転していく
と、現像ロール２２上の現像剤Ｇは現像ロール２２表面
の回転中心Ｏ高さ付近まで搬送されていくが、当該部分
に到達したところで、ピックアップ磁極２５ｃとトリミ
ング磁極２５ｄとによる磁気吸引力がピックアップ磁極
２５ｃ部分に比べて弱まるため、現像ロール２２表面に
担持されていた現像剤Ｇのうち余剰分が落下し、必要量
のみが現像ロール２２表面に担持される。このため、現
像ロール２２上の現像剤Ｇはトリミング磁極２５ｄの手
前にて所定層厚ｄに規制された後にトリミング磁極２５
ｄ、搬送磁極２５ｅの磁力により保持されて現像領域ｍ
へと搬送され、当該現像領域ｍにて現像磁極２５ａの作
用により感光体ドラム１１上の静電潜像が可視像化され
る。

【００６７】この後、現像領域ｍを通過した残留現像剤
Ｇは同極性磁極対２５ｂ，２５ｃの中間部分で形成され
た反発磁界により現像ロール２２から下方の現像剤貯留
部３４へ落下するが、この落下した現像剤Ｇは第一の案
内テーパ部３５に沿ってピックアップ磁極２５ｃの下方
領域へ自重により移動せしめられる。一方、現像ロール
２２の表面の回転中心Ｏ高さ付近から落下した現像剤Ｇ
も現像剤貯留部３４に戻されるが、当該戻された現像剤
Ｇは第二の案内テーパ部３６に沿ってピックアップ磁極
２５ｃの下方領域へ自重により移動せしめられる。この
ため、現像剤貯留部３４のうちピックアップ磁極２５ｃ
の下方に位置する部分には現像剤Ｇが常時貯留した状態
に保たれることになり、ピックアップ磁極２５ｃによる
現像剤Ｇの捕獲動作は安定する。

【００６８】また、本実施の形態においては、現像ロー
ル２２から現像剤Ｇを一旦剥離するために、同極性磁極
対２５ｂ，２５ｃにより反発磁界を形成するようにして
いる。このため、現像ロール２２のうち現像磁極２５ａ
の配設可能な角度範囲は、図１０（ａ）にθ１で示すよ
うに同極性磁極対２５ｂ，２５ｃが必須になる分制約さ
れてしまう。この点、例えば本実施の形態において、現
像ロール２２の磁極レイアウトを図７の変形態様のよう
にすれば、同極性磁極対２５ｂ，２５ｃの一方２５ｂが
不要になるため、現像ロール２２のうち現像磁極２５ａ
の配設可能な角度範囲は図１０（ｂ）にθ２で示すよう
になり、同極性磁極対２５ｂ，２５ｃを用いる態様に比
べて現像磁極２５ａの配設レイアウトの自由度が増加す
る。尚、この点については、本実施の形態に限られるも
のではなく、実施の形態１，２についても同様である。

【００６９】◎実施の形態４ 図１１は本発明が適用された現像装置の実施の形態４を
示す。同図において、現像装置１４の基本的構成は、感
光体ドラム１１に対向して現像用開口２１ａが開設され
た現像ハウジング２１を有し、この現像用開口２１ａに
面して現像ロール２２を配設すると共に、現像ハウジン
グ２１の現像ロール２２の下方領域に現像剤Ｇが貯留さ
れる現像剤貯留部３４を確保し、この現像剤貯留部３４
には現像剤Ｇが後方側へ攪拌搬送せしめられる簡易な攪
拌搬送部材３７を配設し、更に、現像ロール２２の周囲
に帯電部材としての帯電用突起部材４０を対向配設した
ものである。

【００７０】本実施の形態において、現像ロール２２
は、実施の形態１と同様な現像スリーブ２３及び磁石ロ
ール２４（現像磁極２５ａ，一方がピックアップ磁極と
して機能する同極性磁極対２５ｂ，２５ｃ，トリミング
磁極２５ｄ，搬送磁極２５ｅを具備）を備えている。ま
た、本例では、帯電用突起部材４０は、トリミング磁極
２５ｄに対向配置されており、現像ロール２２の軸方向
寸法に対応した軸方向長を有し且つ現像ロール２２（現
像スリーブ２３）の回転方向に沿って所定幅ｗを有する
矩形プレート４１の片面に帯電用突起部４２を設けたも
のである。

【００７１】ここで、帯電用突起部材４０の帯電用突起
部４２の配列パターンとしては、例えば図１２（ａ）に
示すように、現像ロール２２の回転方向（進行方向）に
対して針状突起４３を千鳥状に所定ピッチ間隔毎に配列
するようにしたり、あるいは、図１２（ｂ）に示すよう
に、現像ロール２２の軸方向に沿って所定間隔毎に連続
した波状突起４４を配列するようにしたり、あるいは、
図１２（ｃ）に示すように、現像ロール２２の回転方向
（進行方向）に沿って前後二列に短い波状突起４５を現
像ロール２２の軸方向に沿って所定間隔毎に且つ前後で
配列位置が相違するように配設する態様など適宜選定す
ることができる。そして、この帯電用突起部材４０は、
帯電用突起部４２が層厚規制された現像剤Ｇの層厚に略
対応する程度埋没するような位置関係で配設されてい
る。

【００７２】次に、本実施の形態に係る現像装置の作動
について説明する。先ず、現像剤貯留部３４内の現像剤
Ｇは、攪拌搬送部材３７にて現像ロール２２のピックア
ップ磁極２５ｃの下方側へと攪拌搬送され、現像ロール
２２のピックアップ磁極２５ｃにて確実に捕獲された。
しかる後、現像ロール２２に捕獲された現像剤Ｇは、現
像ロール２２（現像スリーブ２３）の回転に伴って現像
ロール２２表面の回転中心Ｏ高さ付近に達した時点で、
ピックアップ磁極２５ｃとトリミング磁極２５ｄとによ
る磁気吸引力によってその余剰分が落下せしめられ、必
要量のみ層厚規制されて現像ロール２２に保持搬送され
る。

【００７３】この後、更に現像ロール２２が回転する
と、現像ロール２２上の層厚規制された現像剤Ｇは帯電
用突起部材４０に到達する。このとき、帯電用突起部材
４０の帯電用突起部４２は搬送される現像剤Ｇ内に埋没
された状態になるため、帯電用突起部４２を通過する現
像剤Ｇは帯電用突起部４２の存在によって乱流状態にな
り、現像剤Ｇのトナーとキャリアとの表面同士が接触す
る機会が増加して、トナーの帯電が促進される。但し、
現像剤Ｇは乱流状態にはなるが、帯電用突起部４２によ
って外側に押しのけられた現像剤Ｇ部分が帯電用突起部
４２の側方を通過するため、帯電用突起部材４０の存在
によって現像剤Ｇが塞き止められ、下方へ落下せしめら
れる現象は生じない。このように、本実施の形態では、
帯電部材として帯電用突起部材４０を使用するようにし
たので、現像剤Ｇを塞き止めることなく、現像剤Ｇに対
する帯電効率を向上させることができる。この帯電用突
起部材４０の具体的な構成例についての帯電効率につい
ては後述する実施例で説明する。

【００７４】このため、現像ロール２２上の層厚規制さ
れた現像剤Ｇは帯電用突起部材４０を通過した時点で十
分に摩擦帯電され、搬送磁極２５ｅの磁力を通じて現像
領域ｍへと搬送される。特に、本実施の形態では、現像
剤Ｇは、帯電用突起部材４０を通過する時点で乱流状態
になるが、搬送磁極２５ｅ部分を通過する時点で搬送磁
極２５ｅの磁力により現像剤Ｇの層乱れはある程度均さ
れ、しかも、現像ハウジング２１の上縁部３１（シール
部材及び均し部材を兼用）にて確実に均されるため、現
像ロール２２上の現像剤Ｇが現像領域ｍに到達した時点
で現像剤Ｇ層は均一な状態に保たれる。よって、現像領
域ｍにおける現像動作は極めて安定する。

【００７５】また、本実施の形態にあっては、従前のト
リミング部材を配設する必要がないため、トリミング部
材の配設スペースを利用して帯電用突起部材４０を配設
するることが可能であり、その分、現像ロール２２の周
辺に帯電用突起部材４０を簡単に配設することが可能で
ある。そしてまた、現像剤Ｇを帯電するために、例えば
実施の形態１，２のようなスクリューオーガー２７，２
８を使用しなくて済むため、装置自体をコンパクト化す
ることができると共に、現像剤Ｇの攪拌混合動作に伴う
劣化を抑制することができる。

【００７６】更に、本実施の形態では、帯電用突起部材
４０と現像剤Ｇとの摩擦帯電にて現像剤Ｇを帯電する方
式を用いたが、これに限られるものではなく、適宜設計
変更して差し支えない。例えば現像剤Ｇの帯電効率をよ
り高めるには、トナーとキャリアとの接触回数を増加さ
せればよいが、これを実現するには、例えば図１３に示
すように、帯電用突起部材４０を接地する一方、現像ロ
ール２２の現像スリーブ２３に交流電源４６を接続し、
現像スリーブ２３と帯電用突起部材４０との間に交番電
界を作用させるようにすればよい。

【００７７】更にまた、図１４に示すように、現像ロー
ル２２の回転方向に対し帯電用突起部材４０の下流側で
現像領域ｍに至るまでの間、例えば搬送磁極２５ｅに対
応した箇所に可撓性フィルムからなる均し部材４７を別
途設け、現像剤Ｇ層を積極的に均すようにしてもよい。
この態様では、必要に応じて帯電用突起部材４０と現像
スリーブ２３との間に交番電界を作用させるようにして
もよい。尚、この態様において、均し部材４７に代えて
トリミング部材を別途設けたとしても、もともと、磁極
レイアウトによって現像剤Ｇの層厚を規制しているた
め、トリミング部材による層厚規制量を略０にすること
が可能になり、現像剤Ｇへのストレスを最小限に抑える
ことができる。

【００７８】また、本実施の形態では、帯電用突起部材
４０のレイアウトとして、トリミング磁極２５ｄに対向
した部位に帯電用突起部材４０を配設するようにしてい
るが、これに限られるものではなく、例えば図１５に示
すように、搬送磁極２５ｅに対向した部位に帯電用突起
部材４０を配設し、必要に応じて帯電用突起部材４０と
現像スリーブ２３との間に交流電源４６による交番電界
を作用させるようにしてもよい。

【００７９】また、本実施の形態では、帯電用突起部材
４０を用いて現像剤Ｇを帯電するようにしているが、こ
れに限られるものではなく、従前からの公知の手法を用
いても差し支えない。例えば現像ロール上の二成分現像
剤の現像剤量を規制した後、前記現像ロールと対向し且
つ現像剤量を規制された現像剤と離間して配置された帯
電用部材と前記現像ロールとの間で交番電界を形成し、
この交番電界からなる帯電用空間に現像剤量を規制され
た現像剤を導入し、前記交番電界により現像剤を振動せ
しめて帯電せしめるようにする技術がある（例えば特許
第２５９２５５２号公報）。但し、この方式にあって
は、交番電界による振動のみでは層全体の現像剤を十分
に動かすのは難しく、Ｑ／Ｍ（単位質量当たりの帯電
量）を十分には確保しにくいという不具合がある。この
不具合を解消するには、例えば帯電用部材の面積を大き
くする必要が生ずるが、帯電用部材の面積を大きくする
と、静電容量が大きくなり、その分、電源コストが高く
なる。また、交番電界を有効に働かせるような距離に帯
電用部材を現像ロールに対して配置すると、現像剤が滞
留し易くストレスが大きくなり易いので設計上留意を要
する。

【００８０】また、別の帯電方式としては、例えばトリ
ミング部材の上流側に現像ロールに対向する現像剤帯電
促進部材を設け、この現像剤帯電促進部材には磁界発生
部材を具備させると共に、この現像剤帯電促進部材に対
向する現像ロール部分には磁石ロールの少なくとも一つ
の磁極を配設し、現像剤帯電促進部材と現像ロールとの
間の磁束密度を可変にするようにした技術がある（例え
ば特開２０００−１４７９０３号公報）。但し、この帯
電方式にあっては、現像剤帯電促進部材と現像ロールと
の間の現像剤を穂立て、現像剤帯電促進部材側に磁気ブ
ラシを形成して摩擦帯電を行う方式であるため、通常の
二成分現像方式で用いられるトリミング部材と同様に現
像剤が集中してしまうことで現像剤に非常に大きなスト
レスを与える懸念があり、これに留意することが必要で
ある。更に、帯電効率を上げるには現像剤帯電促進部材
として磁界発生部材を具備した回転部材を使用すること
が可能であるが、コストが高くなるという懸念がある。

【００８１】更に、別の帯電方式としては、回転可能な
層厚規制体を現像ロールに対向配置し、この層厚規制体
と現像ロールとの間に直流電源による直流電圧を印加
し、更に、層厚規制体内に少なくとも二極を有する永久
磁石を配設し、この層厚規制体内の磁極と現像ロール内
の磁極とを異極性磁極にて対向配置するようにした技術
がある（例えば特開平８−１３７２１９号公報）。但
し、この帯電方式にあっては、層厚規制体内部に磁極を
配設するので、現像剤は磁界によるストレスを受けてお
り、現像領域に搬送される現像剤層が不均一になり易い
という懸念がある。また、前記層厚規制体は永久磁石を
具備するためコストが高価になり易いという懸念もあ
る。

【００８２】◎実施の形態５ 図１６は本発明が適用された現像装置を含む画像形成装
置の実施の形態５を示す。同図において、本実施の形態
に係る画像形成装置は四サイクル型であり、潜像担持体
としての感光体ドラム１０１の周囲に、四つの色成分
（例えばイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）現像剤
が収容された現像装置１０２（具体的には１０２Ａ、１
０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ）を並列的に配設し、これ
らの現像装置１０２の感光体ドラム１０１の回転方向上
流側には帯電装置としての帯電ロール１０３及びレーザ
走査装置などの露光装置（本例ではビームで示す）１０
４を配設する一方、前記現像装置１０２の感光体ドラム
１０１の回転方向下流側には複数の張架ロール１０６〜
１０８に張架された中間転写ベルト１０５を配設し、こ
の中間転写ベルト１０５の感光体ドラム１０１に対向す
る部位に一次転写装置としての一次転写ロール１０９を
配設すると共に、前記中間転写ベルト１０５の一部には
二次転写装置、例えば張架ロール１０８をバックアップ
ロールとする二次転写ロール１１０を配設し、図示外の
記録材に中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写する
ようにしたものである。尚、感光体ドラム１０１や中間
転写ベルト１０５のクリーナを始めその他のデバイス
（除電器など）については省略している。

【００８３】本実施の形態によれば、例えば単色モード
であれば、帯電ロール１０３にて帯電された感光体ドラ
ム１０１上に露光装置１０４にて所定色（例えばブラッ
ク）の静電潜像を形成し、対応する現像装置１０２（例
えば１０２Ｄ）にてブラックトナーにて前記静電潜像を
可視像化し、これを中間転写ベルト１０５に一次転写す
ると共に、記録材に二次転写するようになっている。一
方、カラーモードであれば、感光体ドラム１０１上で各
色成分画像に対応する帯電、露光、現像工程を順次繰り
返し、各色成分トナー像を中間転写ベルト１０５に順次
多重転写した後、二次転写ロール１１０にて記録材に一
括転写するようになっている。

【００８４】また、本実施の形態で用いられる現像装置
１０２（１０２Ａ〜１０２Ｄ）は、例えば図１７に示す
ように、感光体ドラム１０１に対向して現像用開口１２
１ａが開設された現像ハウジング１２１を有し、この現
像ハウジング１２１の現像用開口１２１ａに面して現像
ロール１２２を配設し、現像ハウジング１２１の現像ロ
ール１２２の下方に二成分現像剤Ｇが貯留される現像剤
貯留部１３４を形成するようにしたものである。ここ
で、現像ロール１２２は、感光体ドラム１０１に対向す
る現像領域ｍで上方から下方に向けて回転し且つ非磁性
材料にて形成された現像スリーブ１２３と、この現像ス
リーブ１２３内に固定的に配設され且つ周囲に複数の磁
極１２５（具体的には１２５ａ，１２５ｃ，１２５ｄ，
１２５ｅ）が配列される磁石ロール１２４とを備えてい
る。

【００８５】特に、本実施の形態では、磁石ロール１２
４の磁極レイアウトは、磁石ロール可変機構１４０にて
現像時には設定位置Ｘに、非現像時には設定位置Ｙに可
変設定されるようになっている。ここで、現像時の磁石
ロール１２４の設定位置Ｘとしては、図１７及び図１８
（ａ）に示すように、例えば現像領域ｍ側において現像
スリーブ１２３（又は現像ロール１２２）の回転中心Ｏ
を通る水平面に合わせて現像磁極１２５ａ（本例ではＳ
１）を配設し、現像スリーブ１２３の回転方向に対し現
像磁極１２５ａの下流側で、現像スリーブ１２３の回転
方向が下方から上方に向かう領域のうち現像スリーブ１
２３の回転中心Ｏ高さよりも下方側に位置する領域に現
像剤捕獲用のピックアップ磁極１２５ｃ（Ｎ１）を配置
し、更に、このピックアップ磁極１２５ｃの下流側で且
つ現像スリーブ１２３の回転中心Ｏ高さより上方には、
現像剤層厚規制用のトリミング磁極１２５ｄ（本例では
Ｓ２）を配設し、更にまた、このトリミング磁極１２５
ｄの下流側には現像剤搬送用の搬送磁極１２５ｅ（本例
ではＮ２）を配設したものが用いられる。

【００８６】また、ピックアップ磁極１２５ｃについて
は強磁界のものを用い、トリミング磁極１２５ｄについ
てはピックアップ磁極１２５ｃよりも弱磁界のものを用
いるようになっている。一方、非現像時の磁石ロール１
２４の設定位置Ｙとしては、図１７及び図１８（ｂ）に
示すように、現像時の磁石ロール１２４の設定位置Ｘに
対し、現像スリーブ１２３の回転方向に対し上流側に所
定角度δ（例えば５°〜４５°程度）だけ回転移動させ
たものが用いられる。

【００８７】更に、磁石ロール可変機構１４０として
は、例えば図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、磁石ロ
ール１２４をロール軸１２４ａを中心に回転自在とし、
このロール軸１２４ａに位置規制板１４１を固定する一
方、この位置規制板１４１が位置決め位置Ａ，Ｂで位置
決めせしめられる略逆Ｕ字状の位置決めブラケット１４
２を固定的に配設し、この位置決めブラケット１４２の
一方側に電磁石１４３を取付け、この電磁石１４３には
非現像時に励磁信号が入力せしめられる信号出力装置１
４４を接続するものが用いられる。

【００８８】本態様において、現像時には、現像スリー
ブ１２３上に図示外の現像剤が付いているため、現像剤
との磁気吸引力により磁石ロール１２４も現像スリーブ
１２３と同方向に回転する。すると、磁石ロール１２４
の回転に伴ってこの磁石ロール１２４のロール軸１２４
ａに固着されている位置規制板１４１も移動し、位置決
めブラケット１４２の位置決め位置Ａに突き当たり、現
像時の磁石ロール１２４が設定位置Ｘ（図１８（ａ）参
照）に位置決めされる。

【００８９】一方、非現像時には、信号出力装置１４４
が励磁信号を電磁石１４３に送出するため、位置規制板
１４１が電磁石１４３により位置決め位置Ｂまで引き戻
され、非現像時の磁石ロール１２４が設定位置Ｙ（図１
８（ｂ）参照）に位置決めされる。このとき、位置規制
板１４１の固定は、電磁石１４３のソレノイドに常時電
圧を印加することで位置規制板１４１を保持してもよい
し、ソレノイドで戻した位置規制板１４１をピンなどで
支えるようにしてもよい。

【００９０】また、磁石ロール可変機構１４０として
は、上述したものに限られるものではなく、例えば図２
０（ａ）（ｂ）に示すように、位置決めブラケット１４
２と位置規制板１４１との間に復帰スプリング１４５を
介装し、例えば電磁石１４３の励磁を解除したときに、
当該復帰スプリング１４５の作用により位置規制板１４
１を直ちに位置決め位置Ａに復帰させるようにしてもよ
い。この態様によれば、磁石ロール１２４を直ちに現像
時の設定位置Ｘに設定できるため、現像装置１０２の現
像動作を直ちに開始させることが可能になる。

【００９１】更に、磁石ロール可変機構１４０として
は、例えば図２１（ａ）（ｂ）に示すように、位置決め
ブラケット１４２の位置決め位置Ａ側に電磁石１４６を
設け、この電磁石１４６には現像時に励磁信号が入力せ
しめられる信号出力装置１４７を接続し、更に、位置規
制板１４１と位置決めブラケット１４２の位置決め位置
Ｂ側との間に復帰スプリング１４８を介装するようにし
てもよい。この態様によれば、現像時には、信号出力装
置１４７が励磁信号を電磁石１４６に送出するため、位
置規制板１４１が電磁石１４６により位置決め位置Ａに
吸引固定され、現像時の磁石ロール１２４が設定位置Ｘ
に位置決めされる。一方、非現像時には、電磁石１４６
の励磁が解除されると同時に、復帰スプリング１４８の
作用により位置規制板１４１を直ちに位置決め位置Ｂに
復帰させることができ、磁石ロール１２４を直ちに非現
像時の設定位置Ｙに設定できる。

【００９２】次に、本実施の形態に係る現像装置、及
び、画像形成装置の作動について説明する。先ず、本実
施の形態に係る現像装置１０２の作動について述べる
と、現像時には、磁石ロール可変機構１４０によって磁
石ロール１２４が設定位置Ｘ（図１８（ａ）参照）に設
定される。この状態において、現像ハウジング１２１の
現像剤貯留部１３４に貯留している現像剤Ｇは、図１７
及び図２２（ａ）に示すように、ピックアップ磁極１２
５ｃの磁力により捕獲される。

【００９３】この後、現像ロール１２２（現像スリーブ
１２３）が回転していくと、現像ロール１２２上の現像
剤Ｇは現像ロール１２２表面の回転中心Ｏ高さ付近まで
搬送されていくが、当該部分に到達したところで、ピッ
クアップ磁極１２５ｃとトリミング磁極１２５ｄとによ
る磁気吸引力がピックアップ磁極１２５ｃ部分に比べて
弱まるため、現像ロール１２２表面に担持されていた現
像剤Ｇのうち余剰分が落下し、必要量のみが現像ロール
１２２表面に担持される。この結果、現像ロール１２２
上の現像剤Ｇは所定層厚ｄに規制された状態で、トリミ
ング磁極１２５ｄ及び搬送磁極１２５ｅの磁力に沿って
現像領域ｍへと搬送される。

【００９４】また、本実施の形態では、図１７及び図２
２に示すように、現像ロール１２２の回転方向に対しト
リミング磁極１２５ｄの下流側にはシール兼均し部材１
５１が別途設けられており、現像ロール１２２との間に
現像剤Ｇの規制層厚ｄに相当する分だけ離間して配置さ
れている。このシール兼均し部材１５１の存在によって
現像ハウジング１２１内のトナークラウドの漏出が防止
されると共に、現像剤Ｇ層の表面が均されるようになっ
ている。そして、現像領域ｍにて現像磁極１２５ａの作
用により感光体ドラム１０１上の静電潜像が可視像化さ
れることになり、現像領域ｍを通過した残留現像剤Ｇは
再び現像ハウジング１２１内に戻され、再びピックアッ
プ磁極１２５ｃ部分で他の現像剤Ｇと共に捕獲されて次
の現像に供される。尚、本例では、現像ハウジング１２
１の現像用開口１２１ａの下縁部１３２が現像ロール１
２２との間に規制層厚ｄ分だけ離間して配置され、現像
ハウジング１２１内のトナークラウドの漏出を防止する
シール部材として機能するようになっている。

【００９５】一方、非現像時には、磁石ロール可変機構
１４０によって磁石ロール１２４が設定位置Ｙ（図１８
（ｂ）参照）に設定される。この状態において、現像ハ
ウジング１２１の現像剤貯留部１３４に貯留している現
像剤Ｇは、図１７及び図２２（ｂ）に示すように、ピッ
クアップ磁極１２５ｃの磁力により捕獲されるが、ピッ
クアップ磁極１２５ｃ及びトリミング磁極１２５ｄが現
像時の位置よりも現像ロール１２２の回転方向に対し上
流側に移動するため、現像時に現像ロール１２２表面の
回転中心Ｏ高さ付近に相当する位置Ｐが、より下方の
Ｐ’に移動し、それによってその部分での搬送力に比べ
て重力の影響が大きくなり、その高さ付近に到達した現
像剤Ｇは重力により全て下方に落下する。すなわち、現
像時においては、図２２（ａ）に示すように、現像ロー
ル１２２表面の回転中心Ｏ高さ付近に相当する位置Ｐに
は、磁気吸引力Ｆに摩擦係数をかけた搬送力Ｕが上向き
に働き、この搬送力Ｕが重力Ｊより大きい条件で現像剤
Ｇが搬送される。これに対し、非現像時においては、図
２２（ｂ）に示すように、現像ロール１２２表面の下方
に移動した位置Ｐ’には、磁気吸引力Ｆの鉛直成分Ｆｖ
が上向きに働くが、この鉛直成分Ｆｖ（Ｆｖ＜Ｆ）は重
力Ｊよりも小さくなり易く、当該Ｐ’位置に到達した現
像剤Ｇは重力Ｊにより落下するのである。このため、非
現像時においては、図２２（ｂ）に示すように、現像ロ
ール１２２上で現像剤Ｇが保持されてトリミング磁極１
２５ｄ側に向かうことはなくなり、現像ロール１２２上
の現像剤Ｇが現像領域ｍに供給されることはない。

【００９６】次に、このような現像装置１０２を組み込
んだ画像形成装置の作動について説明する。今、第１色
目の現像を現像装置１０２Ａで行っていると仮定する
と、現像装置１０２Ａの磁石ロール１２４は設定位置Ｘ
（現像位置）に設定されるが、他の現像装置１０２Ｂ〜
１０２Ｄは非現像状態にあるので、その磁石ロール１２
４は設定位置Ｙ（非現像位置）に設定される。そして、
第１色目の現像が終了すると、現像装置１０２Ａの磁石
ロール１２４は設定位置Ｙに設定され、第２色目の現像
装置１０２Ｂの磁石ロール１２４が設定位置Ｘに設定さ
れる。尚、第３、第４の現像装置１０２Ｃ，１０２Ｄの
磁石ロール１２４は設定位置Ｙのままである。この後、
第２色目の現像が終了すると、現像装置１０２Ｂの磁石
ロール１２４は設定位置Ｙに設定され、第３色目の現像
装置１０２Ｃの磁石ロール１２４が設定位置Ｘに設定さ
れる。尚、第１，第４の現像装置１０２Ａ，１０２Ｄの
磁石ロール１２４は設定位置Ｙのままである。更に、第
４色目の現像が終了すると、現像装置１０２Ｃの磁石ロ
ール１２４は設定位置Ｙに設定され、第４色目の現像装
置１０２Ｄの磁石ロール１２４が設定位置Ｘに設定され
る。尚、第１、第２の現像装置１０２Ａ，１０２Ｂの磁
石ロール１２４は設定位置Ｙのままである。

【００９７】以上の工程を経て、中間転写ベルト１０５
上には四色の重なったトナー像が形成され、しかる後も
一括して記録材に転写され、図示外の定着装置により定
着され出力される。このような作像過程においては、現
像時の現像装置１０２のみが現像動作を行い、非現像時
の現像装置１０２の現像領域ｍには現像剤が供給されな
いため、感光体ドラム１０１上には各色成分トナー像の
みが形成され、他の色成分トナーが混入する懸念は全く
ない。

【００９８】また、本実施の形態では、非現像時におい
て現像装置１０２の現像領域ｍに現像剤を供給させない
手段として、磁石ロール１２４の位置をずらす手法を用
いているため、現像スリーブ１２３の逆回転機構や、現
像スリーブ１２３の回転停止機構などを必要とせず、ま
た、現像剤を掻き取るという手法を採用しないため、現
像剤掻き取り時の振動などをも有効に防止でき、小型で
安価な構成の現像装置を提供することができる。例え
ば、現像スリーブ１２３の回転を停止、反転することな
く、現像ロール１２２上の現像剤を除去できることか
ら、現像スリーブ１２３の駆動のオン／オフを制御する
必要がなく、各色同じ駆動を用いることが可能にあり、
駆動系のコストダウンに有効である。また、本実施の形
態では、磁石ロール１２４の移動角度も５°〜４５°と
小さく、駆動トルクも小さいため、磁石ロール可変機構
１４０についても比較的容易な機構にて実現することが
できる。

【００９９】更に、本実施の形態では、現像ハウジング
１２１内部にシート兼均し部材１５１を設けるようにし
ているが、これに限られるものではなく、例えば図２３
（ａ）（ｂ）に示すように、現像ハウジング１２１の現
像用開口１２１ａの上縁部に可撓性フィルム等からなる
フィルムシール１５２を設け、このフィルムシール１５
２にてトナークラウドの漏出を防止するようにしてもよ
い。但し、このフィルムシール１５２は、層厚規制され
た現像剤Ｇを乱さないように、現像剤Ｇを対流させた
り、塞き止めるものでないことが好ましい。

【０１００】

【実施例】◎実施例１ 実施の形態１に係る現像装置において、各磁極２５ａ〜
２５ｅ（Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ３）の角度レイア
ウト（隣接する磁極に対し反時計回り方向の偏位角度で
示す）及びピークの磁束密度を図２４（ａ）（ｂ）に示
す。同図によれば、各磁極の角度レイアウト及びピーク
の磁束密度は次の通りである。 Ｓ１（９７ｍＴ）／６３°／Ｎ１（７２ｍＴ）／６０°
／Ｎ２（７１ｍＴ）／６５°／Ｓ２（４０ｍＴ）／８５
°／Ｎ３（４２ｍＴ） ここで用いた条件は、直径１８ｍｍで表面粗さＲｚ＝８
〜１０μｍの現像ロール２２を用い、現像剤の規制層厚
ｄを０．７５ｍｍとし、すべての現像剤が下方で剥離
（ピックオフ）されて再び捕獲（ピックアップ）される
ように現像剤の量と現像ロール２２の下方の現像ハウジ
ング２１までの距離を調節し、現像ロール２２の表面速
度１００ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。現像剤は、飽和磁
化約６０ｅｍｕ／ｇで体積平均粒径約５０μｍのフェラ
イトキャリアと平均粒径約７．５μｍのポリエステルト
ナーでキャリアコート剤とトナー外添剤とにより帯電調
節したものとを、トナー濃度８％に混合して用いた。

【０１０１】◎比較例１ 現像装置の現像ロール２１３の各磁極Ｓ１’〜Ｎ３’の
角度レイアウト及びピークの磁束密度を図２７（ａ）
（ｂ）に示す。具体的には、現像ロール２１３の現像領
域側の回転中心高さに対して時計回り方向＋３°の位置
に現像磁極（Ｓ１’）の中心があって、そこから現像剤
の流れの下流に向かって各磁極の角度位置関係とピーク
の磁束密度を表すと次のようになる。 Ｓ１’（１２２ｍＴ）／６３°／Ｎ１’（７１ｍＴ）／
９０°／Ｎ２’（６２ｍＴ）／６５°／Ｓ２’（８０ｍ
Ｔ）／２０°／トリミング部材／５０°／Ｎ３’（８５
ｍＴ） そして、ここで用いた条件は、直径１８ｍｍで表面粗さ
Ｒｚ＝８〜１０μｍの現像ロールを用い、トリミング部
材２２０を０．７５ｍｍの間隙で取り付け、その他の条
件については実施例１と同様に設定した。

【０１０２】実施例１によれば、図２４（ｂ）に示すよ
うに、ピックアップ磁極２５ｃ（Ｎ２）によって捕獲さ
れた現像剤Ｇが現像ロール２２の回転によって上方に運
ばれようとするが、現像ロール２２表面の回転中心Ｏ高
さに水平な面の前後で現像剤Ｇの一部が落下する。これ
は、ピックアップ磁極２５ｃに相当する現像ロール２２
表面では磁気吸引力が強いため、多くの現像剤Ｇが保持
されるが、トリミング磁極２５ｄに到達するまでの現像
ロール２２表面では磁気吸引力が急速に弱くなり、磁気
吸引力によって保持できなくなった現像剤が落下して現
像剤の薄層が形成される。

【０１０３】これに対し、比較例１にあっては、図２７
（ｂ）に示すように、現像剤は現像ロール２１３上に保
持されたままトリミング部材２２０に到達し、トリミン
グ部材２２０により層厚規制される。このとき、実施例
１で用いている現像ロールを用いた場合、仮にトリミン
グ部材を設けたとしても、当該トリミング部材近傍での
トナー対流は非常に少なく、現像剤に与えるストレスを
比較例１の１／１０から、１／１００程度に抑えること
が可能である。図２９は実施例１と比較例１とでトナー
の受けるストレスのシミュレーション結果を示すが、同
図によれば、実施例１は比較例１に比べ非常に弱いスト
レスしか現像剤に作用していないことが理解される。

【０１０４】◎実施例２ 実施の形態１の変形形態に係る現像装置（同極性磁極対
によるピックオフ工程を用いない態様）において、現像
ロール２２の磁極レイアウトの条件を振ってＬ９直行実
験を行った。現像領域ｍ側において現像ロール２２の回
転中心Ｏを通る水平面に合わせて現像磁極を置き、現像
剤の流れ方向９０°にピックアップ極、そこから２１０
°のところに搬送磁極を置き、ピックアップ磁極（Ｎ
１）から１２０°を中心にトリミング磁極を置いた。ト
リミング磁極は１極の場合と３極の場合があり、３極の
場合には中心位置、及びその前後３０°の位置に略同じ
強さの磁極を設けた。極性は、現像磁極がＳ極で以下Ｎ
とＳが交互に並んでいる。現像磁極の現像ロール２２表
面の磁束密度は９０ｍＴ、搬送磁極はピックアップ磁極
が小さいときに影響を与えないように約４０ｍＴとし
た。また、直径１８ｍｍで表面粗さＲｚ＝８〜１０μｍ
の現像ロールを用い、全ての現像剤が下方で剥離（ピッ
クオフ）されて再度捕獲（ピックアップ）されるように
現像剤量と現像ロール２２の下方の現像ハウジングまで
の距離を調節し、表面速度３００ｍｍ／ｓｅｃで回転さ
せた。現像剤は飽和磁化約６０ｅｍｕ／ｇで体積平均粒
径約５０μｍのフェライトキャリアと平均粒径約７．５
μｍのポリエステルトナーでキャリアコート剤とトナー
外添剤とにより帯電調節したものとを、トナー濃度８％
に混合して用いた。

【０１０５】この条件で、ピックアップ磁極の強さ（磁
束密度）、トリミング磁極の強さ、トリミング磁極の極
数を図２５（ｂ）に示すように振った。その結果、図に
おいてトリミング磁極と呼んでいる、現像領域の逆側で
現像ロール２２の回転中心高さ付近から上方に向けての
磁極の強さ（磁束密度の大きさ）が現像剤の搬送量の主
たる決定要因である。また、現像剤搬送量が低い領域で
は、現像ロール２２の回転中心高さ付近においては現像
剤が落下してその下流側に薄層が形成される現象がはき
っりと観察された。すなわち、現像ロール２２の回転中
心高さ付近から上方にかけての磁気吸引力が弱まること
によって現像剤の保持力が弱まり、現像剤が落下する
が、図２５でトリミング磁極と呼んでいる部分の磁気吸
引力が弱いほど現像剤の上方への搬送力と重力の釣り合
う個所が現像ロール２２表面に近づくためにより薄層と
なり、現像剤搬送量が少なくなったものと考えられる。

【０１０６】◎実施例３ 実施の形態２に係る現像装置において、直径３０ｍｍで
表面粗さＲｚ＝８〜１０μｍの現像ロール２２を用い、
全ての現像剤が下方で剥離（ピックオフ）されて再度
（ピックアップ）されるように現像剤量と現像ロールの
下方の現像ハウジングまでの距離を調節し、表面速度３
００ｍｍ／ｓｅｃで３０分間連続回転させた。現像剤は
飽和磁化約６０ｅｍｕ／ｇで体積平均粒径約５０μｍの
フェライトキャリアと平均粒径約７．５μｍのポリエス
テルトナーでキャリアコート剤とトナー外添剤とにより
帯電調節したものとを、トナー濃度８％に混合して用い
た。そして、現像剤搬送量は３００〜４００ｇ／ｍ²と
なるようにそれぞれ磁極位置と強さを選択した。それぞ
れの磁束密度（実線：法線方向成分，点線：接線方向成
分）と角度位置関係については図２６に示す通りであ
る。尚、図２６では、現像領域にある現像ロール２２の
回転中心を通る水平面を０°として現像剤流れ方向に角
度を表している。

【０１０７】◎実施例４ 実施の形態３に係る現像装置（スクリューオーガー，搬
送パドル不使用タイプ）において、実施例３と同様な現
像ロール２２を用いた。

【０１０８】◎比較例２ 直径３０ｍｍで表面粗さＲｚ＝８〜１０μｍの現像ロー
ルを用い、トリミング部材を０．７５ｍｍの間隙で取付
け、現像ロールの磁極レイアウトを図２８に示すように
設定し、実施例３と同様の条件とした。尚、トリミング
部材の位置は、現像領域側の現像ロールの回転中心を通
る水平面を０°とし、現像剤の流れ方向に対し２８２°
である。

【０１０９】実施例３，４及び比較例２について、キャ
リア表面に固着したトナー成分の総量（％）を調べたと
ころ、図３０に示すように、実施例３，４が比較例２に
比べて格段にトナー側成分の固着量が少ないことが理解
される。また、実施例４は、スクリューオーガーのよう
な攪拌部材を使用していないため、実施例３よりも更に
キャリアに対するトナー成分付着量が少ないことが理解
される。尚、図３０において、固着量測定は、現像剤を
界面活性剤水溶液に入れて攪拌し、磁力によってトナー
とキャリアとを分離後、キャリア表面の成分を求めた。

【０１１０】◎実施例５ 実施の形態４に係る現像装置モデルを基に実験を行った
結果を示す。本実施例では、現像ロール２２として直径
３０ｍｍ、表面粗さＲｚ＝５〜８μｍの中空Ａｌロール
を用い、磁極として、現像磁極Ｓ１が７６ｍＴ、同極性
磁極対Ｎ１，Ｎ２（Ｎ２：ピックアップ磁極として機
能）、搬送磁極Ｎ３が６０ｍＴ、トリミング磁極Ｓ２が
３０ｍＴである５極の磁極を配置したものを使用した。
そして、帯電用突起部材４０としては、直径０．３ｍｍ
の木針を２０本／ｃｍ ²の密度で配置し且つ現像ロール
進行方向に沿った幅ｗ＝０．５ｍｍであるプレートを使
用し、現像ロール２２上にトリミング磁極Ｓ２に対向さ
せる位置で現像ロール２２表面に接触する構成とした。
尚、現像ロール２２の軸方向に並んだ木針の列が、現像
ロール２２進行方向に沿って千鳥状になるように木針を
配列した。現像剤としては、非磁性トナーは重量平均径
が５μｍ以上の負帯電性トナーを使用し、また、磁性キ
ャリアとして半導電性の重量平均径が２０〜１００μｍ
のものを使用した。また、現像ロールの周速は３２０ｍ
ｍ／ｓに設定し、現像剤中のトナー濃度は１０重量パー
セント、現像剤搬送量は２５０ｇ／ｍ²であった。

【０１１１】図３１は、現像ロール２２上のピックアッ
プ磁極Ｎ２近傍でサンプリングした帯電用突起部材４０
へ突入する前のトナーと現像磁極Ｓ１近傍でサンプリン
グした帯電用突起部材通過後のトナーの単位質量当たり
の帯電量Ｑ／Ｍ［μＣ／ｇ］の測定結果を示す。同図に
よれば、帯電用突起部材４０通過後のトナー帯電量は適
正なＱ／Ｍの範囲−１５〜−４０μＣ／ｇの中に入って
いることが分かる。さらに、前記帯電用突起部材４０と
現像ロール２２との間に、周波数ｆ＝１．５ｋＨｚ、振
幅Ｖｐｐ＝１．５ｋＶの交番電界を印加した場合、現像
剤に対する更なる帯電効果が確認できた。

【０１１２】また、図３２は前記帯電用突起部材４０の
現像ロール２２進行方向に沿った幅ｗ＝１．０ｍｍ、
１．５ｍｍとした場合の帯電用突起部材４０通過後のト
ナーの単位質量当たりの帯電量Ｑ／Ｍ［μＣ／ｇ］の測
定結果を示す。同図によれば、帯電用突起部材４０の現
像ロール２２進行方向に沿った幅を広くし、現像剤が乱
流する領域を大きくするほど現像剤の帯電効率は向上す
ることが確認できた。

【０１１３】そして、図１４に示すように、均し部材４
７として厚さ１００μｍのＰＥＴシートを前記帯電用突
起部材４０に対して現像ロール２２回転方向下流側の搬
送磁極２５ｅ（Ｎ３）に対向させ、記録材上にベタ現像
を行った。ここで、比較例として、図３３に示すような
トリミング部材２２０及びスクリューオーガー２２２，
２２３を具備した現像装置と対比し、前記ベタ画像につ
いて目視による画像均一性について評価したところ、比
較例と同等の画質が得られることが確認された。更に、
３０，０００枚程度印刷相当の時間、この構成において
現像ロールを回転させ続けたが、トナーの帯電量が落ち
込むことはなかった。

【０１１４】◎実施例６ 実施の形態５に係る現像装置において、磁石ロール１２
４の現像時の磁極レイアウトは、現像剤が現像ロール１
２２最下端位置から現像ロール１２２の回転方向に対し
回転中心高さ付近までは多く存在し、それ以外の部分で
は薄層となるようなパターンとして設定されている。本
例では、ピックアップ磁極１２５ｃ（Ｎ１）とトリミン
グ磁極１２５ｄ（Ｓ２）との磁界差が大きく、更にトリ
ミング磁極１２５ｄが弱磁界であることから、ピックア
ップ磁極１２５ｃにより搬送された現像剤のうち、限ら
れた量の現像剤のみがトリミング磁極１２５ｄ側に搬送
され、残る現像剤は重力により現像剤貯留部１３４に戻
されている。このような現像ロール１２２を用いた場
合、非現像時に、磁石ロール１２２を５〜３０程度上流
側に回転（例えば１５°回転）させることで、重力によ
りトリミング磁極１２５ｄに現像剤Ｇが供給されずすべ
て落下してしまうため、現像ロール１２２の回転を停止
することなく、現像領域ｍへの現像剤の搬送を規制する
ことが可能になった。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の一態様に
よれば、二成分現像装置において、現像剤担持体の内部
に配された磁石部材の磁極レイアウト（特にピックアッ
プ磁極，トリミング磁極）を工夫することにより、現像
剤担持体表面に捕獲した現像剤のうち余剰分を現像剤担
持体の回転中心高さ付近にて落下させ、所定層厚に規制
された現像剤のみを現像領域まで担持搬送するようにし
たので、従前のようなトリミング部材を用いることな
く、現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制することがで
きる。このため、現像剤に過度のストレスを与えること
なく、現像剤担持体上に担持される現像剤層厚を正確に
規制することができる。

【０１１６】そして、本発明においては、トリミング部
材を使用しなくても済むため、現像剤担持体の周囲スペ
ースのうちトリミング部材の設置スペースを利用して例
えば帯電部材を配設することができる。この態様にあっ
ては、帯電部材によって現像剤を帯電することができる
ため、現像ハウジング内にスクリューオーガーのような
攪拌部材を配設しなくても、現像剤を帯電することが可
能になり、その分、攪拌部材による現像剤の寿命低下を
抑制できると共に、現像装置の小型化を図ることができ
る。

【０１１７】また、本発明の別の態様によれば、二成分
現像装置において、現像剤担持体の内部に配された磁石
部材の磁極レイアウトを現像時と非現像時とで可変設定
し、非現像時には現像剤担持体表面に担持されて現像領
域に搬送される現像剤量を略０に設定するようにしたの
で、非現像時において、現像剤に過度のストレスを与え
ることなく、現像領域への現像剤供給を停止することが
できる。このため、例えば四サイクル型画像形成装置に
おいて、共通の潜像担持体上に各色成分画像を順次形成
する態様にあっても、現像モード時の現像装置について
のみ現像領域に現像剤を供給することができ、非現像モ
ード時の現像装置については現像領域への現像剤供給を
停止することができるため、各色成分現像工程において
他の色成分トナーが混入するという所謂混色を有効に回
避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る現像装置の概要を示す説明図で
ある。

【図２】 本発明の他の態様に係る現像装置の概要を示
す説明図である。

【図３】 本発明に係る現像装置の作用を示す説明図で
ある。

【図４】 本発明が適用された現像装置を含む画像形成
装置の実施の形態１を示す説明図である。

【図５】 実施の形態１に係る現像装置を示す説明図で
ある。

【図６】 （ａ）は本実施の形態で用いられる現像ロー
ルのピックアップ磁極〜トリミング磁極に至る間におけ
る現像剤へ作用する力を模式的に示す説明図、（ｂ）及
び（ｃ）は同モデルを用いたシミュレーション計算結果
による現像剤粒子の動作状態並びに同現像剤粒子の運動
方向を示す説明図である。

【図７】 実施の形態１の変形形態に係る現像装置を示
す説明図である。

【図８】 実施の形態２に係る現像装置を示す説明図で
ある。

【図９】 実施の形態３に係る現像装置を示す説明図で
ある。

【図１０】 （ａ）は実施の形態３モデルにおいて、磁
石ロールが同極性反発磁極を有する態様である場合の現
像領域の設定可能範囲を示す説明図、（ｂ）は同モデル
において、磁石ロールが同極性反発磁極を有さない態様
である場合の現像領域の設定可能範囲を示す説明図であ
る。

【図１１】 実施の形態４に係る現像装置を示す説明図
である。

【図１２】 （ａ）〜（ｃ）は実施の形態４で用いられ
る帯電用突起部材の各種パターンを示す説明図である。

【図１３】 実施の形態４の変形形態に係る現像装置を
示す説明図である。

【図１４】 実施の形態４の別の変形形態に係る現像装
置を示す説明図である。

【図１５】 実施の形態４の更に別の変形形態に係る現
像装置を示す説明図である。

【図１６】 本発明が適用された現像装置を含む画像形
成装置の実施の形態５を示す説明図である。

【図１７】 実施の形態５に係る現像装置を示す説明図
である。

【図１８】 （ａ）（ｂ）は実施の形態５に係る現像装
置の磁石ロールの夫々異なる設定位置を示す説明図であ
る。

【図１９】 （ａ）（ｂ）は磁石ロール可変機構の具体
例を示す説明図、（ｃ）は（ａ）中Ｃ方向から見た矢視
図である。

【図２０】 （ａ）（ｂ）は磁石ロール可変機構の他の
具体例を示す説明図である。

【図２１】 （ａ）（ｂ）は磁石ロール可変機構の他の
具体例を示す説明図である。

【図２２】 （ａ）（ｂ）は実施の形態５に係る現像装
置の現像時における動作過程、並びに、非現像時におけ
る動作過程を示す説明図である。

【図２３】 （ａ）（ｂ）は実施の形態５の変形形態に
係る現像装置の現像時における動作過程、並びに、非現
像時における動作過程を示す説明図である。

【図２４】 （ａ）は実施例１に係る磁石ロールの各磁
極の磁力分布を示す説明図、（ｂ）は実施例１に係る現
像ロール使用時の現像剤の挙動を示す説明図である。

【図２５】 （ａ）は実施例２に係る磁石ロールの各磁
極の磁力分布を示す説明図、（ｂ）は実施例２に対する
直交試験の要因効果を示す説明図である。

【図２６】 実施例３に係る磁石ロールの各磁極の磁力
分布を示す説明図である。

【図２７】 （ａ）は比較例１に係る磁石ロールの各磁
極の磁力分布を示す説明図、（ｂ）は比較例１に係る現
像ロール使用時の現像剤の挙動を示す説明図である。

【図２８】 比較例２に係る磁石ロールの各磁極の磁力
分布を示す説明図である。

【図２９】 実施例１及び比較例１について、現像剤へ
作用するストレス分布をシミュレーション計算にて求め
た結果を示す説明図である。

【図３０】 実施例３，４及び比較例２について、使用
現像剤のキャリア表面に対するトナー固着率を調べた結
果を示す説明図である。

【図３１】 実施例５における帯電用突起部材の帯電効
果を示す説明図である。

【図３２】 実施例５における帯電用突起部材の幅寸法
と帯電効果との関係を示す説明図である。

【図３３】 従来における現像装置の一例を示す説明図
である。

【図３４】 トナー濃度とトナー電荷量との関係を示す
説明図である。

【図３５】 従来における現像装置のトリミング部材付
近の現像剤の挙動を示す説明図である。

【符号の説明】

１…潜像担持体，２…現像ハウジング，２ａ…現像用開
口，３…現像剤担持体，４…現像スリーブ，５…磁石部
材，６…磁極，６ａ…現像磁極，６ｂ…ピックアップ磁
極，６ｃ…トリミング磁極，６ｄ…搬送磁極，７…シー
ル部材，８…均し部材，９…帯電部材，ｍ…現像領域，
Ｇ…二成分現像剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｅ ５０７Ｚ (72)発明者 山浦 正彰 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H031 AB02 AB03 AC19 AC20 AC29 AC36 AC39 AD01 AD11 AD16 BA05 BA09 BB01 BB05 CA11 2H077 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AC03 AC12 AC16 AD06 AD23 AD24 AD36 AE02 AE06 AE10 CA12 EA03 GA03

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像担持体に対向して現像用開口が開設
   された現像ハウジングを有し、この現像用開口に面して
   現像剤担持体を配設すると共に、磁性キャリアとトナー
   とを具備した二成分現像剤を前記現像剤担持体表面に担
   持させ、現像剤担持体の潜像担持体に対向する現像領域
   で潜像担持体上の静電潜像を顕像化する現像装置におい
   て、 現像剤担持体は、二成分現像剤を担持し且つ現像領域で
   上方から下方に向けて回転するように回転可能に設けら
   れる現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固定的
   に設けられ且つ周囲に複数の磁極が配列される磁石部材
   とを備え、 磁石部材は、現像領域に対応した部位に設けられて現像
   に寄与する現像磁極と、現像スリーブの回転方向が下方
   から上方に向かう領域のうち、現像スリーブの回転中心
   高さよりも下方側に位置する領域に設けられ、現像ハウ
   ジング内の現像剤を現像スリーブ表面に捕獲するピック
   アップ磁極と、このピックアップ磁極に対し現像スリー
   ブの回転方向下流側に設けられ、前記ピックアップ磁極
   にて捕獲された現像剤の余剰分を現像スリーブの回転中
   心高さ付近で落下させ、現像剤の必要量のみを担持させ
   ることで現像剤層を所定厚に規制するトリミング磁極と
   を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の現像装置において、 トリミング磁極は、ピックアップ磁極よりも弱磁界であ
   ることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の現像装置において、 トリミング磁極は、現像スリーブの回転中心高さよりも
   上方に配置されることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の現像装置において、 磁石部材は、現像スリーブの回転方向に対しトリミング
   磁極と現像磁極との間にトリミング磁極で層厚規制され
   た現像剤を搬送する搬送磁極を備えていることを特徴と
   する現像装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の現像装置において、 ピックアップ磁極で現像スリーブ表面に捕獲された現像
   剤の余剰分を現像スリーブの回転中心高さよりも下方側
   で落下させる落下補助機構が設けられていることを特徴
   とする現像装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の現像装置において、 トリミング磁極にて層厚規制された現像剤が現像領域に
   搬送される現像剤担持体の周囲には、現像ハウジングと
   現像剤層との間の間隙を遮蔽するシール部材が設けられ
   ていることを特徴とする現像装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の現像装置において、 現像ハウジング内には現像剤担持体のピックアップ磁極
   に対応する部分に現像剤を供給する現像剤供給部材が配
   設されていることを特徴とする現像装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の現像装置において、 磁石部材は、異極性磁極を交互に配列したものであるこ
   とを特徴とする現像装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の現像装置において、 現像ハウジング内には現像剤を攪拌する攪拌部材が配設
   されていることを特徴とする現像装置。
10. 【請求項１０】 請求項１記載の現像装置において、 現像ハウジング内には現像剤担持体のみが配設されてい
    ることを特徴とする現像装置。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の現像装置において、 現像ハウジングは、現像剤担持体から落下する現像剤を
    現像剤貯留部に向けて案内する案内部を備えていること
    を特徴とする現像装置。
12. 【請求項１２】 請求項１記載の現像装置において、 トリミング磁極にて層厚規制された現像剤が現像領域に
    搬送される現像剤担持体の周囲には、現像剤層を均すた
    めの均し部材が設けられていることを特徴とする現像装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項１記載の現像装置において、 トリミング磁極にて層厚規制された現像剤が現像領域に
    搬送される現像剤担持体の周囲には、現像剤を帯電させ
    る帯電部材が設けられていることを特徴とする現像装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の現像装置において、 帯電部材は、現像剤担持体の回転方向と逆方向には現像
    剤を落下させず当該現像剤を帯電させる帯電用突起部材
    にて構成されていることを特徴とする現像装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の現像装置において、 帯電部材である帯電用突起部材は、現像剤担持体の回転
    方向に沿って連続的若しくは非連続的に配設され、通過
    する現像剤層に乱流を与えながら帯電するものであるこ
    とを特徴とする現像装置。
16. 【請求項１６】 請求項１３記載の現像装置において、 帯電部材と現像剤担持体とが対向する領域にて交番電界
    を形成するようにしたものであることを特徴とする現像
    装置。
17. 【請求項１７】 請求項１３記載の現像装置において、 帯電部材に対し現像剤担持体の回転方向下流側に現像剤
    層を均すための均し部材が設けられていることを特徴と
    する現像装置。
18. 【請求項１８】 潜像担持体に対向して現像用開口が開
    設された現像ハウジングを有し、この現像用開口に面し
    て現像剤担持体を配設すると共に、磁性キャリアとトナ
    ーとを具備した二成分現像剤を前記現像剤担持体表面に
    担持させ、現像剤担持体の潜像担持体に対向する現像領
    域で潜像担持体上の静電潜像を顕像化する現像装置にお
    いて、 現像剤担持体は、二成分現像剤を担持し且つ現像領域で
    上方から下方に向けて回転するように回転可能に設けら
    れる現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固定的
    に設けられ且つ周囲に複数の磁極が配列される磁石部材
    とを備え、 磁石部材は、現像時と非現像時とで磁極レイアウトを可
    変設定し、非現像時には現像剤担持体表面に担持されて
    現像領域に搬送される現像剤量を略０に設定したもので
    あることを特徴とする現像装置。
19. 【請求項１９】 請求項１記載の現像装置において、 磁石部材は、現像時と非現像時とで磁極レイアウトを可
    変設定し、非現像時には現像剤担持体表面に担持されて
    現像領域に搬送される現像剤量を略０に設定したもので
    あることを特徴とする現像装置。
20. 【請求項２０】 請求項１記載の現像装置において、 磁石部材は、現像時と非現像時とで少なくともトリミン
    グ磁極の位置を可変設定し、非現像時にはトリミング磁
    極により層厚規制される現像剤量を略０に設定したもの
    であることを特徴とする現像装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の現像装置において、 トリミング磁極は、非現像時には現像スリーブの回転方
    向に対し現像時位置よりも上流側に変位するものである
    ことを特徴とする現像装置。
22. 【請求項２２】 請求項１、１３、１８及び１９いずれ
    かに記載の現像装置を含むことを特徴とする画像形成装
    置。