JP2003287952A

JP2003287952A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003287952A
Application number: JP2002091789A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Sakata; 昌一坂田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP3599192B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置を複雑にすることなく現像ゴース
ト、選択現像の発生を防ぎ、現像開始時や現像ロールへ
のトナー再供給時にも、トナーを現像ロールに充分供給
して長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型
現像装置を提供することが課題である。【解決手段】磁気ロール及び現像ロールの表面を導電
性とし、これらのロールに夫々独立したバイアスを印加
すると共に現像ロール側に印加した現像バイアス側の直
流電圧を固定とし、磁気ロール側に印加した搬送バイア
スの直流電圧を現像時と非現像時（紙間）で同極性内に
おいて変化させて現像ロール上のトナーを回収できるよ
うにし、さらに磁気ロールにおける現像ロールとの最近
接磁極とその両隣の磁極との間の角度を夫々３０度以下
とすると共に最近接磁極の磁力をその両隣の磁極の磁力
より低く設定してトナーの再供給時にも充分なトナーが
供給できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合
機などの画像形成装置に係り、特に、磁性キャリアを用
いて非磁性のトナーを帯電させる２成分現像剤を使用
し、現像ロール上に帯電されたトナーのみを保持させて
静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにしたハイ
ブリッド型現像装置を有する画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した複写機、プリン
タ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置
における現像方式には、トナーと磁性キャリアを用いた
２成分現像方式、絶縁トナーや導電トナーを用いた１成
分現像方式、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯
電させる２成分現像剤を使用し、現像ロール上に帯電さ
れたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、該潜
像を現像するようにしたハイブリッド現像方式などがあ
る。

【０００３】２成分現像方式は、キャリアによるトナー
の帯電性に優れ、長寿命化が可能であると共にベタ画像
の均一化などの利点がある反面、現像装置が大きく複雑
になる、トナー飛散やキャリア引きが発生する、キャリ
アの耐久性によって画質が変化するなどの欠点がある。
また１成分現像方式は、現像装置がコンパクトになって
ドット再現性に優れているが、現像ロール、チャージロ
ーラの劣化のために耐久性が低く、現像装置を交換する
ため消耗品価格が高価になる、選択現像が発生するなど
の欠点を有している。そしてハイブリッド現像方式は、
ドット再現性に優れ、長寿命化が可能で高速の画像形成
が可能な方式ではあるが、従来では、現像ゴーストの発
生やトナーの飛散などの問題があった。

【０００４】このハイブリッド現像方式は、非接触の１
成分現像の手段として検討されてきたが、近年、高速の
画像形成が可能な現像方式として、特に潜像担持体（感
光体）上に複数のカラー画像を順次形成する１ドラム色
重ね方式用としても検討されてきた。この方式では、潜
像担持体上に正確にトナーを重ねることで色ズレの少な
いカラー画像形成が可能であり、カラーの高画質化に対
応する技術として注目されてきた。

【０００５】しかしながら前記した１ドラム色重ね方式
では、使用する色数分の現像装置を潜像担持体の周りに
配置せねばならないから、潜像担持体が大型になり、画
像形成装置の小型化の妨げになる。そのため、使用する
トナーの色に対応した複数の電子写真プロセス部材を並
べて配置し、転写部材の送りに同期させてカラ−画像を
形成して転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が注目
されてきた。しかしながらこの方式では、高速性に優れ
ている利点があるものの、各色の電子写真プロセス部材
を並べて配置しなければならないために大型化する欠点
を有していた。この対策として潜像担持体同志の間隔を
狭くし、小型化した画像形成ユニットを配置した小型タ
ンデム型画像形成装置が提案されている。

【０００６】このように構成された小型のタンデム型画
像形成装置においては、画像形成ユニットの幅方向のサ
イズを極小にするために現像装置を縦型とすることが有
利である。すなわち、潜像担持体の上部方向に現像装置
を配置することがレイアウト上望ましい。しかしながら
従来の２成分現像方式では、このように現像装置を縦型
に配置した場合、現像剤の還流、すなわち現像剤攪拌部
から潜像担持体に近接した現像部材への供給が複雑にな
り、装置の小型化に限界が生じると共に潜像担持体への
キャリアの付着、トナーの飛散が避けられないという間
題があった。

【０００７】他の方法として、キャリアを用いない１成
分現像方式も提案されているが、現像ロールを潜像担持
体に接触する方式では潜像担持体のトルク変動をきた
し、タンデム型の弱点である色ずれを助長させてしまう
欠点があった。また、潜像担持体に非接触な方式では、
トナーをチャ−ジロールで帯電させ、弾性規制ブレード
で現像ロール上の層厚を規制していたため、トナーの添
加剤がチャ−ジロールに付着して帯電能力が低下した
り、規制ブレードにトナーが付着し層形成が不均一にな
ってしまい、画像欠陥をきたすことがあった。

【０００８】そのため、これらの問題を解決する手段の
一つとして、前記したハイブリッド現像方式が注目され
てきた。すなわちハイブリッド現像方式では、前記した
ように現像ゴーストの発生やトナーの飛散などの問題が
あるが、現像ロールが潜像担持体と非接触であるからト
ルク変動をきたすことがなく、ドット再現性に優れて長
寿命化が可能な高速の画像形成装置が提供できる。

【０００９】こういった技術に関する従来技術として
は、米国特許第３，８６６，５７４号公報に、潜像担持
体に対して非接触に設置したドナーロール（現像ロー
ル）上に非磁性トナーで薄層を形成し、交流電界によっ
て潜像担持体上の潜像に該トナーを飛翔させる提案がな
されている。また米国特許第３，９２９，０９８号公報
には、磁気ロールを用いて現像剤をドナーロールに進ま
せ、このドナーロール上にトナーを転移させてトナー層
を形成する現像装置が示されている。

【００１０】しかしながらこれらの提案では、２成分現
像剤を採用してドナーロール上への薄層形成は可能なも
のの、トナーの帯電が高くなった場合にドナーロール上
のトナーの分離が困難になり、強い交流電界が必要とさ
れる。この電界が潜像担持体上のトナー層を乱してしま
うので、色重ねなどには間題を有していた。そのため特
開平３−１１３４７４号公報には、ドナーロールと潜像
担持体の間にワイヤからなる補助電極を設け、この補助
電極に弱い交流電界を印加して現像されたトナーを乱さ
ないようにした、いわゆるパウダ−クラウド現像法が提
案されている。

【００１１】そして理論面では、電子写真学会誌第１９
巻第２号（１９８１）に東芝（株）から、２成分現像剤
を用いた現像ロール上のトナー層の形成についての報告
がなされ、特開昭５９−１２１０７７号公報に特許とし
ての出願がある。

【００１２】また上記した従来の技術は、現像性の高い
トナーの粗粉が選択的に潜像担持体に現像されやすく、
連続印刷を行うと帯電性の高いトナーの微粉が現像スリ
ーブに堆積して選択現像が起こりやすく、画像濃度の低
下が生じる傾向があった。さらに、トナーの帯電制御が
複雑で、潜像担持体に高い表面電位と大きな現像電界を
印加することを必要としていた。そのため、現像ロール
上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、その
現像ロール上におけるトナーの付着状態とトナーの電位
差にばらつきが生じる関係から、図３に示したように前
の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）とし
て現れる現象、いわゆる履歴現象が発生しやすいという
不具合がある。すなわちこの図３において、３５は矩形
の黒ベタで構成されたソリッド画像であり、３６、３７
はそれに続くこのソリッド画像より広いハーフトーン画
像で、現像ロール上にトナーの消費領域と非消費領域と
が生じた場合、このソリッド画像３５に続けてこのハー
フトーン画像３６、３７を印刷すると、図３（ｂ）にお
ける３８のような残像（ゴースト）が生じる。さらに、
高濃度の現像パターンを連続して印刷した場合に、画像
濃度にムラが生じるなどの画像不均一性がおこりやす
く、現像器を小型化する場合の課題となっていた。

【００１３】これを防止するため特開平１１−２３１６
５２号公報には、現像ロール上の現像残トナーを掻き取
るための部材と、掻き取られたトナーの回収装置に関し
ての提案がなされ、また、現像ロール上のトナーを確実
に回収する方法として、特開２０００−８１７８８公報
には、専用の回収ロールを用いる提案がなされている。
しかしながらこれらの方法は、複雑な機構が必要で小型
の電子写真プロセスには実用化されていない。さらに磁
気ブラシを用いた履歴現象の対応策として特開平７−１
２８９８３号公報に、磁気ロールの磁束密度の半値幅領
域を広く設定することにより、現像ロール上のトナーの
回収と供給を図る提案がなされている。また、タンデム
型の現像器の制御方法として特開昭６３−２４９１６４
号公報には、転写工程を行っている画像形成部以外の画
像形成部における現像装置の動作を停止させ、現像剤の
劣化を防ぐようにした出願がなされている。

【００１４】またこういったハイブリッド現像方式にお
いては、選択現像による画像濃度低下、トナーを現像ロ
ールに保持させたまま長時間放置することによる現像欠
陥、画像劣化、現像ゴースト、トナー飛散、スリーブ付
着などが生じるため、特開平７−７２７３３号公報（Ｕ
ＳＰ５，４２０，３７５号公報）には、２成分現像剤に
よる磁気ブラシを形成する磁気ロールと、この磁気ロー
ルから供給されたトナー薄層を担持するドナーロール
（現像ロール）と、このドナーロールと潜像担持体との
間に設けられた電極とを有し、この電極には直流と交流
からなるバイアスを、現像ロールには直流バイアスを、
そして磁気ロールにはスイッチで異極性となる電圧に切
り替えられるようにした直流バイアスを印加するよう構
成し、上記問題点を解決するようにしたハイブリッド型
現像装置が示されている。

【００１５】すなわちこの特開平７−７２７３３号公報
に示された現像装置においては、磁気ロールと現像ロー
ルの電位差で磁気ロール上に形成された磁気ブラシで現
像ロール上にトナー薄層を形成し、さらに現像ロールと
電極間に印加された直流と交流が重畳されたバイアスで
電極近辺にトナークラウド（雲）を形成して潜像担持体
上の潜像を現像すると共に、上記問題を解決するように
したものである。

【００１６】また特開２０００−２５０２９４公報に
は、前記特開平７−７２７３３号公報に示された現像ロ
ールと潜像担持体との間に電極を設ける方式につき、電
気的にバイアスされて張力のかかった電極線の振動によ
る不均一な現像や、塵が瞬間的に電極に付着して現像ロ
ールに条痕を生じさせる現象が生じるとして、電極を埋
め込んだ現像ロールを用いたハイブリッド型現像装置が
従来例として紹介され、さらにこの電極を埋め込んだ現
像ロールを用いた場合でも、現像ロール上に付着したキ
ャリアの画像への付着、現像ロールに埋め込んだ電極が
所定間隔を持っているため潜像担持体へのトナー供給効
率が悪く、画像比率が高い画像を連続して現像処理した
場合に画像抜けを生じる現象、磁気ロールと現像ロール
へ印加する交番バイアスで選択現像が生じ、画質低下、
濃度低下を生じる現象などを防止するようにしたハイブ
リッド型現像装置が示されている。

【００１７】すなわちこの特開２０００−２５０２９４
公報に示された装置では、導電性スリーブ上に誘電体層
を設けてその中に微小間隔で電極を埋め込むようにして
現像ロールを構成し、潜像担持体へのトナー供給効率を
改善すると共に電極間の短絡の防止と表面保護を行わ
せ、合わせて、数秒の時間で電荷の集積を消散させるに
足る誘電率とフリンジ電荷が約数ミリ秒以下でコーティ
ングを貫通できるようにした電極緩和許容層を設けてい
る。そして潜像担持体と現像ロール間には、現像ロール
上に埋め込まれた電極にＡＣとＤＣからなるバイアス電
圧を供給するブラシ電極を、現像ロールと磁気ロール間
には、現像ロール上に埋め込まれた電極にＡＣとＤＣか
らなるバイアス電圧を供給する磁気ブラシを設け、潜像
担持体と現像ロール間では現像ロール上のトナーをクラ
ウド（雲）状にして潜像担持体上の潜像を現像し、現像
ロールと磁気ロール間ではトナーを磁気ロールと現像ロ
ール間で往復させるようにしている。そして前記ＡＣ電
源を共通とすると共にこの波形を矩形波とし、この矩形
波のデューティ比をトナーが現像ロールから磁気ロール
へ戻される時間より磁気ロールから現像ロールへ搬送さ
れる時間を短くなるようにし、トナーとキャリアで慣性
が異なることを利用して現像ロールへのキャリア付着の
防止、トナーの選択搬送性を防止するようにしている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記特開
平３−１１３４７４号公報に記載されたパウダークラウ
ド現像法は、補助電極のワイヤが非常に汚れやすく、ま
た、振動による画像劣化等が発生するため、あまり一般
的な方法とはなっていない。さらに特開平１１−２３１
６５２号公報、特開２０００−８１７８８公報、特開平
７−１２８９８３号公報などに示された装置も、トナー
の掻き取り装置や回収ロールの設置が必要であったり、
特別な回収バイアスの印加などによってトナーのストレ
スが増し、トナーの耐久性能劣化の要因になったり、次
の現像タイミングでの現像ロールの層形成に時間を要
し、高速性を損なったりしていた。また長期使用時に、
キャリアの耐久性能劣化によってトナーの帯電性が変化
し、現像ロール上のトナーの帯電特性が大きく変化して
補給トナーや回収トナーの帯電の分布が広くなり、帯電
不良によるトナーの飛散やカブリの原因になっていた。
さらに劣化したキャリアの交換の煩わしさがあり、実用
にはいたっていないのが実情である。

【００１９】また、タンデム型の現像装置の制御方法と
しての特開昭６３−２４９１６４号公報に示された装置
は、転写工程を行っている画像形成部以外の現像装置の
動作を停止させたり、現像ロールと磁気ロール間に印加
する高圧を高周波数で切り替える装置や制御が必要であ
り、高価にならざるを得ないと共に、現像装置はトナー
ロールや磁気ロール、及び撹拌部材を横に並べた構成と
なっており、小型化が難しいという欠点がある。

【００２０】また、特開平７−７２７３３号公報（ＵＳ
Ｐ５，３４１，１９７）、特開２０００−２５０２９４
公報に示された装置も、特開平７−７２７３３号公報の
ものは前記したパウダークラウド現像法であって、補助
電極のワイヤが非常に汚れやすく、振動による画像劣化
等が発生し、さらに、画像形成完了時に現像ロールから
磁気ロールへトナーを回収し、再度の画像形成に際して
スイッチの切り替えで磁気ロールから現像ロールへトナ
ーを移動させる方向の直流バイアスを印加するようにし
ているが、トナーを磁気ロール側から現像ロールに再供
給する際に現像ロール一周分だけトナー層厚が薄くな
り、その分イメージ先端の画像濃度が低下することがあ
る。またこういった現象は、現像ロールへの再供給時だ
けでなく、現像開始時にも生じることがある。

【００２１】さらに特開２０００−２５０２９４公報に
示された装置も、現像ロールに電極を埋め込む必要があ
ると共にこの電極にＡＣとＤＣを重畳したバイアスを供
給するためのブラシ電極が必要な複雑な構成であり、電
極が周方向に断続していると共に、ブラシ電極が何らか
の理由で汚れたり振動などでトナーが固着し、現像ロー
ルの電極に接触できなくなると全くトナーの制御ができ
なくなる。

【００２２】上記の事情に鑑み本発明は、現像装置を複
雑にすることなく現像ゴースト、選択現像の発生を防
ぎ、現像開始時や現像ロールへのトナー再供給時にも、
確実に帯電されたトナーを現像ロールに充分供給して長
期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装
置を有した小型、高速、安価なカラータンデム型画像形
成装置を提供することが課題である。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明においては、請求項１に記載したように、キャリ
アとトナーからなる現像剤を磁気保持しながら帯電させ
る２成分現像剤搬送用磁気ロールと、該磁気ロールの磁
気ブラシと搬送バイアスを利用して前記搬送体よりトナ
ーを移送し、その表面にトナーのみの薄層を形成する現
像ロールと、該現像ロールと潜像担持体の最近接位置
（現像位置）に現像バイアスを印加して潜像担持体の潜
像の現像を行うハイブリッド型現像装置を有した画像形
成装置において、前記磁気ロール及び現像ロールの少な
くとも表面がいずれも導電性であり、該２つのロールに
夫々独立したバイアスが印加されていることを特徴とす
る。

【００２４】このように、導電性表面を持つ現像ロール
と磁気ロールにそれぞれ独立したバイアスを印加する簡
単な構成でハイブリッド型現像装置を構成することによ
り、補助電極を設けたり現像ロールに電極を埋め込んだ
りする複雑な構成を必要とせず、従ってワイヤ電極の汚
れや振動による画像劣化や現像ロールに埋め込んだ電極
へバイアスを供給するブラシ電極が現像ロールの電極に
接触できないためにトナーの制御ができなくなる、とい
ったことが生じないハイブリッド型現像装置を得ること
ができる。また、現像ロールと磁気ロールの表面は導電
性であるから、バイアスを両ロールに直接印加すること
によって回転体である現像ロールは潜像担持体との最近
接部で現像が最大になり、その後距離が開くに従って現
像が終結してカブリ要因になるトナーが現像ロール側に
引き戻されて潜像担持体への現像が正確にでき、かつ、
現像ロール上のトナーの入れ替えもこれらバイアスによ
って可能になり、カブリなどが防止されて長期間安定し
た画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した
小型の画像形成装置を提供することができる。

【００２５】そして請求項２に記載した発明は、前記磁
気ロール側に印加された搬送バイアスが直流バイアスで
あり、現像ロール側に印加された現像バイアスが直流に
交流を重畳したバイアスであることを特徴とする。

【００２６】このように、磁気ロール側に直流バイアス
を、現像ロール側に直流に交流を重畳したバイアスを印
加することにより、現像ロールに印加した交流バイアス
で潜像担持体と現像ロールの間では良好な現像性を得る
ことが可能になると共に、現像ロールと磁気ロール間で
はトナーの入れ替えが容易におこなえ、選択現像を抑制
して長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型
現像装置を有した画像形成装置を提供することができ
る。

【００２７】また請求項３に記載した発明は、前記現像
ロール側に印加された現像バイアス側の直流電圧を固定
とし、前記磁気ロール側に印加された搬送バイアスの直
流電圧を現像時と非現像時（紙間）で同極性内において
変化させることを特徴とする。

【００２８】このように、現像ロール側に印加する直流
バイアス電圧を固定とし、磁気ロール側に印加する直流
バイアス電圧を現像時と非現像時（紙間）で同極性内に
おいて変化させることで、潜像担持体上の潜像の現像に
なんら影響を与えることなく現像ロール上のトナーの入
れ替えを制御することが可能となり、選択現像を抑制し
て長期間安定した画像品質が得られるハイブリッド型現
像装置を有した画像形成装置を提供することができる。

【００２９】さらに請求項４に記載した発明は、前記磁
気ロールにおける現像ロールとの最近接磁極とその両隣
の磁極との間の角度が夫々３０度以下であることを特徴
とする。

【００３０】このように、磁気ロールにおける現像ロー
ルとの最近接磁極とその両隣の磁極との間の角度を夫々
３０度以下とすることで、前記最近接磁極とその両隣の
磁極間の磁気ブラシが現像ロール側に盛り上がり、現像
ロールに対する磁気ブラシの接触領域を劇的に増加する
ことが可能となる。そのため、磁気ロールから現像ロー
ル上へトナーを搬送する搬送バイアスが印加されると、
現像ロール上には瞬時に規定の飽和量のトナー層が形成
され、現像開始時や、画像形成完了後に現像ロールから
トナーを回収して再度現像ロールへトナーを供給する場
合などに見られたイメージ先端の画像濃度低下が生ぜ
ず、長期にわたって安定した画像品質が得られるハイブ
リッド型現像装置を有した画像形成装置を提供すること
ができる。

【００３１】そして請求項５に記載した発明によれば、
前記磁気ロールにおける現像ロールとの最近接磁極の磁
力をその両隣の磁極の磁力より低く設定したことを特徴
とする。

【００３２】このように、磁気ロールにおける現像ロー
ルとの最近接磁極の磁力をその両隣の磁極の磁力より低
く設定することにより、現像ロールの円周上に沿って磁
気ブラシの比較的広い現像ニップを形成することがで
き、前記した現像ロール上へのトナー層の形成がより素
早く効果的に行われ、現像開始時や、画像形成完了後に
現像ロールからトナーを回収して再度現像ロールへトナ
ーを供給する場合などに見られたイメージ先端の画像濃
度低下が生ぜず、長期にわたって安定した画像品質が得
られるハイブリッド型現像装置を有した画像形成装置を
提供することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの
発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる
説明例に過ぎない。

【００３４】図１は本発明に係るハイブリッド型現像装
置を有するタンデム型画像形成装置の一実施例の概略構
成図、図２は本発明に係るハイブリッド型現像装置の概
略構成図、図３は残像（ゴースト）の発生を説明するた
めの図、図４は磁気ロールにおける現像ロールとの最近
接磁極とその両隣の磁極との位置関係を説明するための
図、図５は磁気ロールにおける現像ロールとの最近接磁
極とその両隣の磁極との間の角度、及びそれぞれの磁極
の磁力を変化させたときの現像ロール上の回転回数によ
るトナー量を示した表である。

【００３５】図１において、１はタンデム型画像形成装
置本体、２は現像装置、３は潜像担持体（感光体）、４
は露光ユニット、５は記録媒体の搬送ベルト、６は現像
剤容器、７は記録媒体を収容した給紙カセット、８は潜
像担持体３を帯電させるための帯電器、９は潜像担持体
３上のトナー像を転写バイアスにより記録媒体に転写す
るための転写装置、１０は記録媒体に転写されたトナー
像を定着する定着装置であり、タンデム型画像形成装置
においては、潜像担持体（感光体）３の周りに設置する
帯電器８、露光ユニット４、現像装置２、転写装置９、
クリーニング装置などをコンパクトに設計することが重
要であり、本発明の例においては、現像装置２は潜像担
持体３に対して隣接し、略垂直の方向に配置される。

【００３６】図２において、２１は内部に配設された磁
石によって２成分現像剤の磁気ブラシ３０を発生させ、
現像ロール２２にトナー２５を供給する現像剤搬送体と
しての磁気ロール、２２はトナー薄層２６を担持して潜
像担持体３上の静電潜像を現像する現像ロール、２４は
キャリア、２５はトナー、２６は現像ロール２２上のト
ナー薄層、２７は潜像担持体３へ現像ロール２２上に形
成されたトナー薄層２６のトナー２５を飛翔させて現像
を行わせるための現像バイアスで、２７ａは直流（Ｄ
Ｃ）バイアス（Ｖ_ｄｃ１）、２７ｂは交流（ＡＣ）バイ
アスである。２８は磁気ロール２１上の磁気ブラシ３０
からトナー２５を現像ロール２２へ搬送するための直流
（ＤＣ）バイアス（Ｖ_ｄｃ２）、２９は磁気ロール２１
上の磁気ブラシ３０の厚さを規制する規制ブレードであ
る。

【００３７】このうち潜像担持体（感光体）３の材料と
しては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体、有
機感光体（ＯＰＣ）などを用いることができる。正帯電
有機感光体（正ＯＰＣ）は、オゾンなどの発生が少なく
て帯電が安定しており、特に単層構造の正帯電有機感光
体は、長期にわたる使用によって膜厚が変化した場合に
おいても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため
長寿命のシステムには好適である。そして、正帯電有機
感光体を長寿命のシステムに用いる場合、膜厚を２０μ
ｍから４０μｍ程度に設定することが好ましい。２０μ
ｍ以下の場合は、膜厚が減少して１０μｍ程度になった
ときに絶縁破壊によって黒点の発生が目だってくる。ま
た、４０μｍ以上とした場合は感度が低下し、画像濃度
低下の要因となる。

【００３８】露光ユニット４は、半導体レーザ、もしく
はＬＥＤを用いることができる。正帯電有機感光体を用
いた場合は７７０ｎｍ付近の波長が有効であり、アモル
ファスシリコン感光体の場合は６８５ｎｍ付近の波長が
有効である。以下本発明においては、潜像担持体３とし
て正帯電有機感光体を用い、露光ユニット４の光源とし
てＬＥＤを用いた場合を例に説明していく。

【００３９】現像ロール２２の最表面は、体積固有抵抗
が１０^６Ω・ｃｍ^３以下に設定された均一な導電性のア
ルミニウム、ＳＵＳ、導電樹脂被覆などからなるスリー
ブで構成する。そしてそのシャフト部には、直流（Ｄ
Ｃ）バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａ、交流（ＡＣ）バイア
ス２７ｂを接続し、回転する現像ロール２２と潜像担持
体３、及び磁気ロール２１との間にこの直流と交流を重
畳したバイアスが作用するようにする。そして、この交
流バイアス２７ｂが供給する交流成分は、デューティ
（Ｄｕｔｙ）比を５０％以下とした矩形波で構成する。
本発明においては、一例として直流バイアス
（Ｖ_ｄｃ１）２７ａを１００Ｖ、交流バイアス２７ｂを
Ｖｐｐが１．８ｋＶ、周波数３．０ｋＨｚ、デューティ
（Ｄｕｔｙ）比３０％に設定した。このように直流バ
イアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａと交流バイアス２７ｂを現像
ロール２２に直接印加し、かつ、現像ロール２２の最表
面を１０^６Ω・ｃｍ^３以下の導電性とすることによっ
て、現像時に現像ロール２２と潜像担持体３、及び、磁
気ロール２１との間に鋭いバイアス成分を印加すること
ができ、現像開始時のトナー層形成の反応を良くするこ
とができる。

【００４０】磁気ロール２１は、図４に示したように現
像ロール２２との最近接磁極Ｎ１、その両隣の磁極Ｓ
１、Ｓ４、図示していない現像剤容器下部に対面して設
けられたシールド磁極Ｎ２、規制ブレード２９と近接し
て対向するブレード磁極Ｎ３、分離極Ｓ２、Ｓ３などの
複数の磁極を有した固定マグネット集成体を内包した回
転スリーブて構成される。そして本発明においては、こ
の磁気ロール２１を構成する磁極のうち、最近接磁極Ｎ
１とその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４の間の角度を３０度以下
とし、かつ、最近接磁極Ｎ１の磁力をその両隣の磁極Ｓ
１、Ｓ４における磁力より低く設定してある。

【００４１】そしてこの磁気ロール２１は、現像剤搬送
体として内包した磁石によってキャリア２４とトナー２
５からなる２成分現像剤を磁気保持し、磁気ブラシ３０
を発生させてこの磁気ブラシ３０の厚さを規制ブレード
２９によって規制しながら現像ロール２２にトナー２５
を供給する。規制ブレード２９と磁気ロール２１とのギ
ャップは０．３から１．５ｍｍが好ましい。この現像ロ
ール２２へのトナー２５の供給は、磁気ロール２１に印
加された直流（ＤＣ）バイアス（Ｖ_ｄｃ２）２８と、現
像ロール２２に印加されている直流バイアス
（Ｖ_ｄｃ１）２７ａとの電位差、及び交流バイアス２７
ｂによって行われる。直流バイアス（Ｖ_ｄｃ２）２８の
電圧は本発明においては一例として３５０Ｖとし、現像
終了時に現像ロール２２上のトナー層を入れ替える場合
は、直流バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａを変化させずに交
流バイアス２７ｂを印加した状態で直流バイアス（Ｖ
_ｄｃ２）２８を同極性内で変化させ、現像ロール２２上
のトナー薄層６を磁気ブラシ３０に回収する。この直流
バイアス（Ｖ_ｄｃ２）２８の変化量は、常時磁気ブラシ
３０のトナーを現像ロール２２へ移送する方向となる電
圧差が生じる値、すなわち磁気ロール２１側の直流バイ
アス電圧値を現像ロール２２側の直流バイアス電圧値よ
り大きく維持し、直流バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａが１
００Ｖの場合はそれ以上の値（すなわちこの例では１０
０Ｖから３５０Ｖの間の値）とする。なお、この直流バ
イアスの変化は、上記説明では直流バイアス
（Ｖ_ｄｃ２）２８を変化させるとしたが、磁気ロール２
１側の直流バイアス電圧値を現像ロール２２側の直流バ
イアス電圧値より大きく維持すれば、直流バイアス（Ｖ
_ｄｃ２）２８と直流バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａの両方
を変化させても良い。

【００４２】潜像担持体３と現像ロール２２との間隔
は、一例として約２５０μｍとしてこの間にワイヤ電極
等は用いない。通常この潜像担持体３と現像ロール２２
との間隔は、１５０から４００μｍ、好ましくは２００
から３００μｍであり、この間隔が１５０μｍより狭い
とカブリの要因になり、４００μｍより広いとトナー２
５を潜像担持体３に飛翔させることが困難になって、十
分な画像濃度を得ることができない。また、選択現像を
発生させる要因になる。磁気ロール２１と現像ロール２
２との間隔は０．３から１．５ｍｍ程度である。

【００４３】現像剤はトナー２５とキャリア２４からな
り、トナー２５は、選択現像性を回避するために粒度分
布を規定することが重要である。一般的にトナーの粒度
分布の広がりはコールターカウンターで測定され、体積
分布平均粒径と個数分布平均粒径の比でもって表現され
る。選択現像を防止するためにはその比率を小さくする
ことが重要である。分布が広いと、連続印刷時に現像ロ
ール２２に比較的粒度の小さなトナーが堆積し、現像性
を低下させる。本発明においては、正帯電のトナーを用
いる場合を一例として説明するが、前記したバイアスと
の関係を逆にすることで、負帯電のトナーを用いた場合
でも同様に構成できることは自明である。

【００４４】キャリア２４としては、マグネタイトキャ
リア、Ｍｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライトなど
を用いることができ、適正な抵抗値を上げない範囲で表
面処理して用いることも可能である。本発明では一例と
して、体積固有抵抗が１０^８Ωｃｍ^３にシリコーン樹脂
被覆をし、飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇ、平均粒径３５μ
ｍのフェライトキャリアを用いた。平均粒度が５０μｍ
を超えるとキャリアのストレスが増大すると共にトナー
濃度を上げられず、現像ロール２２へのトナー供給量が
減少する。キャリアの平均粒度を５０μｍ以下にするこ
とで、現像剤中のトナーの濃度を５〜２０％に設定して
も十分な帯電付与が可能になり、安定した現像を行うこ
とができる。

【００４５】またトナー２５とキャリア２４の混合割合
は、キャリア２４およびトナー２５の合計量に対しトナ
ーを５〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％とす
る。トナー２５の混合割合が５重量％未満であると、ト
ナーの帯電量が高くなって十分な画像濃度が得られなく
なり、２０重量％を超えると今度は十分な帯電量が得ら
れなくなるため、トナーが現像器から飛散して画像形成
装置内を汚染したり、画像上にトナーカブリが生じる。

【００４６】現像ロール２２上のトナー２５の薄層２６
は、１０から１００μｍ、好ましくは３０から７０μｍ
の厚さであり、トナー２５の平均粒径を7μｍとした場
合に、トナー２５の５層から１０層程度に相当する値で
ある。そのため本発明においては、一連の画像形成プロ
セスにおいて、現像ロール２２の導電スリーブ上に形成
されるトナー２５の層厚を５０μｍ以下とし、トナー量
を０．５から１．７ｍｇ／ｃｍ^２の範囲に制御すること
で、潜像担持体３上に鮮明な潜像を形成すると同時に、
現像ロール２２上のトナーの入れ替えを容易にして現像
ゴーストを制御するようにした。

【００４７】トナー薄層２６の飽和トナー量は、直流バ
イアス（Ｖ_ｄｃ２）２８と直流バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２
７ａの差、及び前記したようにトナーの帯電量によって
決定される。トナー帯電量が１０μＣ／ｇ以下、特に５
μＣ／ｇ以下と低いとトナー層厚が厚くなり、飛散が増
大する。一方、トナー帯電量が２０μＣ／ｇ以上になる
とトナー層厚が薄くなり、帯電が上昇してトナーの現像
性が低下する。前記したように、直流バイアス（Ｖ
_ｄｃ１）２７ａを１００Ｖ、直流バイアス（Ｖ_ｄｃ _２）
２８の値を３５０Ｖに設定すると、約４０μｍのトナー
層が得られる。この時の単位面積当たりのトナー量は約
１．５ｍｇ／ｃｍ^２である。トナー薄層２６が０．５ｍ
ｇ／ｃｍ^２以下と薄すぎると高濃度画像が連続した場合
の濃度の追随性が低下し、画像ムラが発生しやすくな
り、トナー層が１．７ｍｇ／ｃｍ^２を超えて厚すぎると
図３にその例を示したような現像ゴーストが目立ち、ト
ナー飛散が目立つ傾向がある。すなわち前記したように
この図３において、３５は矩形の黒ベタで構成されたソ
リッド画像であり、３６、３７はそれに続くこのソリッ
ド画像より広いハーフトーン画像で、現像ロール２２上
にトナーの消費領域と非消費領域とが生じた場合、この
ソリッド画像３５に続けてこのハーフトーン画像３６、
３７を印刷すると、図３（ｂ）における３８のような残
像（ゴースト）が生じる。トナー層厚は、直流バイアス
（Ｖ_ｄｃ２）２８の値を画像データ量に対応させて変化
させると均一な画像を得ることができる。

【００４８】以上が本発明に係るハイブリッド型現像装
置の構成であるが、前記したように画像形成完了時（紙
間）に現像ロール２２から磁気ロール２１へトナーを回
収し、再度の画像形成に際して磁気ロール２１から現像
ロール２２へトナーを供給する場合、及び現像ロールへ
の再供給時だけでなく現像開始時などのトナー供給時、
現像ロール２２の１回転目だけトナー層厚が薄くなり、
その分イメージ先端の画像濃度が低下することがある。
このようなことを防いで現像ロール２２の１回転目から
規定量のトナーを現像ロール２２上にのせて飽和状態と
するには、磁気ロール２１の磁気ブラシ３０からのトナ
ー供給能力を向上させる必要がある。

【００４９】その解決手段としては、磁気ロール２１の
現像ロール２２に対する周速を上げる方法があるが、あ
る一定以上周速を上げると現像装置の駆動トルクアップ
や現像剤の早期劣化の原因となる。また、磁気ロール２
１と規制ブレード２９間のブレードギャップを広げて現
像剤の流量を増し、現像ロール２２との間に現像剤の溜
まりをつくって現像剤のニップを大きくする方法もある
が、溜まりを作ることで前記と同様現像装置の駆動トル
クアップや現像剤の早期劣化の原因となる。また、現像
ロール２２と磁気ロール２１との間に交流バイアスを印
加している本発明の現像装置構成では、現像剤の溜まり
は交流バイアスによるトナー供給力を抑制してしまう。
これは、磁気ブラシ３０における通常の穂立ちの場合は
交流電圧を印加することでトナーがより動きやすくな
り、現像ロール２２まで到達しやすくなっているのに対
し、溜まりを作った場合は磁気ロール２１の回転、搬送
による圧力で現像剤が現像ロール２２に押し付けられ、
溜まりの中のトナーが交流バイアスの影響を受けにくく
なって、磁気ロール２１における現像ロール２２との最
近接磁極近傍のトナーのみが現像ロール２２に移送され
るようになるからである。

【００５０】そのため本発明においては、前記図４で説
明したように磁気ロール２１を構成する磁極のうち、磁
気ロール２１と現像ロール２２との最近接磁極Ｎ１とそ
の両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４の間の角度を３０度以下とし、
かつ、最近接磁極Ｎ１の磁力をその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ
４における磁力より低く設定することで、磁気ロール２
１における現像ロール２２に対する周速を比較的低く抑
えると共に現像剤の溜まりをほとんど無くした状態で、
現像バイアス印加と同時に現像ロール２２の１回転目か
ら規定の飽和量のトナー層形成ができるようにしたもの
である。

【００５１】すなわちこのようにすることにより、最近
接磁極Ｎ１とその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４間の磁気ブラシ
３０が現像ロール２２側に盛り上がり、また、現像ロー
ル２２の円周上に沿って磁気ブラシ３０の比較的広い現
像ニップを形成することができる。そのため、現像ロー
ル２２に対する磁気ブラシ３０の接触領域の劇的な増加
が可能となり、さらに現像ロール２２上への規定の飽和
量のトナー層形成がより素早く効果的に行われる。従っ
て、磁気ロール２１から現像ロール２２上へトナーを搬
送する搬送バイアスが印加されると現像ロール２２上に
は瞬時にトナー層が形成され、現像開始時や、画像形成
完了後に現像ロール２２からトナーを回収して再度現像
ロール２２へトナーを供給する場合などに見られたイメ
ージ先端の画像濃度低下が生ぜず、長期にわたって安定
した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有し
た画像形成装置を提供することができる。

【００５２】この磁気ロール２１における現像ロール２
２との最近接磁極Ｎ１とその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４との
間の角度、及びそれぞれの磁極の磁力を変化させたと
き、現像ロール２２上に移送されるトナー量が回転回数
でどのように変化するかを示したのが図５の表である。
この図５において、“Ｓ１”、“Ｎ１”、“Ｓ４”は上
記最近接磁極とその両隣の磁極をあらわし、“磁力”は
それぞれの磁極の磁力を、“Ｎ１からの角度”は最近接
磁極Ｎ１から両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４までの逆時計回りを
正で、時計回りを負で示した角度であり、磁気ロール２
１の径を１６ｍｍ、現像ロール２２の径を１６ｍｍ、磁
気ロール２１と現像ロール２２間のギャップを０．８ｍ
ｍ、直流バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａを１００Ｖ、交流
バイアス２７ｂのＶｐｐを１．８ｋＶ、周波数を３．０
ｋＨｚ、デューティ（Ｄｕｔｙ）比を３０％に、直流バ
イアス（Ｖ_ｄｃ２）２８を３５０Ｖに設定した。

【００５３】その結果、実施例１から３のように、磁気
ロール２１と現像ロール２２との最近接磁極Ｎ１とその
両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４の間の角度を３０度とし、かつ、
最近接磁極Ｎ１の磁力をその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４にお
ける磁力より低くするかまたは等しく設定した場合、現
像ロール２２上のトナー量は現像ロール２２の１回転目
から単位面積当たり略１．４ｍｇ／ｃｍ^２以上となり、
２回転目以降はそれほど大きく増えていない。それに対
し、最近接磁極Ｎ１の磁力をその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４
の磁力より低くはしたが、Ｎ１とＳ１、Ｓ４間の角度を
４０度以上とした比較例４と６では、現像ロール２２上
のトナー量は現像ロール２２の１回転目で略１．０ｍｇ
／ｃｍ^２、２回転目で略１．２ｍｇ／ｃｍ^２、そして３
回転目でようやく略１．４ｍｇ／ｃｍ^２以上となり、磁
気ロール２１と現像ロール２２との最近接磁極Ｎ１とそ
の両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４の間の角度を３０度とはしたが
Ｎ１の磁力をＳ１、Ｓ４の磁力より大きくした比較例５
では、１回転目で略１．２ｍｇ／ｃｍ^２であり、２回転
目で略１．４ｍｇ／ｃｍ^２以上となっている。

【００５４】すなわち、磁気ロール２１と現像ロール２
２との最近接磁極Ｎ１とその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４の間
の角度を３０度とし、かつ、最近接磁極Ｎ１の磁力をそ
の両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４における磁力より低くするかま
たは等しく設定した場合は現像ロール２２上のトナー量
は１回転目で充分な量が供給され、最近接磁極Ｎ１とそ
の両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４の間の角度を３０度以上とする
か、最近接磁極Ｎ１の磁力をその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４
における磁力より大きくした場合は２回転目以降でない
とトナー量が充分とならない。従って、前記したように
磁気ロール２１と現像ロール２２との最近接磁極Ｎ１と
その両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４の間の角度を３０度以下と
し、かつ、最近接磁極Ｎ１の磁力をその両隣の磁極Ｓ
１、Ｓ４における磁力より低くすることにより、現像の
開始時や再供給時、磁気ロール２１から現像ロール２２
上へトナーを搬送する搬送バイアスが印加されると現像
ロール２２上には瞬時にトナー層が形成され、イメージ
先端の画像濃度低下が生ぜず、長期にわたって安定した
画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画
像形成装置を提供することができる。

【００５５】なおこのように固定磁石を有して磁気ブラ
シを形成し、トナーを飛翔させるに当たって磁極間を調
整するようにした現像装置については、例えば特開平６
−２７４０３９号公報、特開平８−２６２８７４号公報
に非接触２成分現像装置ではあるが、潜像担持体と対向
する現像領域における前後の磁極間の角度を２５度から
８０度とし、現像領域をそのほぼ中間にするようにして
潜像担持体に対する磁気穂を平坦にするようにした現像
装置に関する提案（特開平６−２７４０３９号公報）、
潜像担持体と対向した現像磁極Ｎ１に対して現像済みの
現像剤を搬送する搬送磁極Ｓ２の磁力を現像磁極Ｎ１と
等しいか大きくして潜像にキャリア付着が起こるのを防
止するようにした提案（特開平８−２６２８７４号公
報）などがあるが、これらは非接触２成分現像装置であ
るため磁気穂が潜像担持体に接触しないようにしたりキ
ャリア付着を起こさないようにするための提案であり、
本発明のように現像ロール２２の円周上に沿って磁気ブ
ラシ３０の比較的広い現像ニップを形成するようにした
ものとは目的や構成が全く異なっている。

【００５６】このように構成したハイブリッド型現像装
置を有する本発明のタンデム型画像形成装置において、
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなどのそれぞれ
の色に対応したトナー２５とキャリア２４からなる２成
分現像剤は、現像剤容器６から現像装置２に供給され、
図２に示した磁気ロール２１上に磁気ブラシ３０を形成
し、攪拌によってトナー２５が帯電される。そして磁気
ロール２１上の磁気ブラシ３０は、規制ブレード２９に
よって層規制され、磁気ロール２１に加えられた直流バ
イアス（Ｖ_ｄｃ２）２８と現像ロール２２に加えられた
直流バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａ間の電位差、及び交流
バイアス２７ｂによって現像ロール２２にトナー２５の
みの薄層２６を形成する。

【００５７】そして、図示していない制御回路からプリ
ント開始の信号が来ると、まず、帯電器８によって正帯
電有機感光体（正ＯＰＣ）で構成された潜像担持体３が
例えば４００Ｖに帯電され、その後、露光ユニット４を
構成する例えば７７０ｎｍの波長のＬＥＤによる露光に
より、潜像担持体３の露光後電位は約７０Ｖになって潜
像が形成される。そしてこの潜像は、現像ロール２２に
加えられた直流バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ａと交流バイ
アス２７ｂにより、現像ロール２２上のトナー薄層２６
から潜像担持体３に飛翔したトナーで現像され、トナー
像が形成される。

【００５８】こうしてトナー像が潜像担持体３上に形成
されると、そのトナー像が転写位置に至るタイミングに
合わせて記録媒体が給紙カセット７から取り出され、搬
送ベルト５で搬送されてくるから、各色毎の転写位置に
設置されている転写装置９によって転写バイアスを印加
し、記録媒体にトナー像を転写する。そして各色のトナ
ー像が記録媒体に順次転写されて定着装置１０に至る
と、この定着装置１０で定着されて排紙される。

【００５９】このように本発明においては、導電性表面
を持つ現像ロール２２と磁気ロール２１にそれぞれ独立
したバイアスが印加され、回転体である現像ロール２２
は潜像担持体３との最近接部で現像が最大になり、その
後距離が開くに従って現像が終結してカブリ要因になる
トナーが現像ロール２２側に引き戻されて潜像担持体へ
の現像が正確にできる。また、現像ロール２２側に印加
する直流バイアス電圧を固定とし、磁気ロール２１側に
印加する直流バイアス電圧を現像時と非現像時（紙間）
で同極性内において変化させているから、潜像担持体上
の潜像の現像になんら影響を与えることなく現像ロール
２２上のトナーの入れ替えを制御することが可能とな
り、選択現像を抑制し、カブリなどが防止されて長期間
安定した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を
有した小型の画像形成装置を提供することができる。

【００６０】また前記したように、磁気ロール２１と現
像ロール２２との最近接磁極Ｎ１とその両隣の磁極Ｓ
１、Ｓ４の間の角度を３０度以下とし、かつ、最近接磁
極Ｎ１の磁力をその両隣の磁極Ｓ１、Ｓ４における磁力
より低くしたから、現像の開始時や再供給時、磁気ロー
ル２１から現像ロール２２上へトナーを搬送する搬送バ
イアスが印加されると現像ロール２２上には瞬時にトナ
ー層が形成され、イメージ先端の画像濃度低下が生ぜ
ず、長期にわたって安定した画像品質が得られるハイブ
リッド型現像装置を有した画像形成装置を提供すること
ができる。

【００６１】なお、以上説明してきた直流バイアス（Ｖ
_ｄｃ１）２７ａ、交流バイアス２７ｂ、直流バイアス
（Ｖ_ｄｃ２）２８の電圧値やＶｐｐ、周波数などは一例
であり、状況に応じて変化させ得ることは自明である。

【００６２】

【発明の効果】以上記載の如く本発明による請求項１に
記載した発明によれば、導電性表面を持つ現像ロールと
磁気ロールにそれぞれ独立したバイアスを印加する簡単
な構成でハイブリッド型現像装置を構成することによ
り、補助電極を設けたり現像ロールに電極を埋め込んだ
りする複雑な構成を必要とせず、従ってワイヤ電極の汚
れや振動による画像劣化や現像ロールに埋め込んだ電極
へバイアスを供給するブラシ電極が現像ロールの電極に
接触できないためにトナーの制御ができなくなる、とい
ったことが生じないハイブリッド型現像装置を得ること
ができる。また、現像ロールと磁気ロールの表面は導電
性であるから、バイアスを両ロールに直接印加すること
によって回転体である現像ロールは潜像担持体との最近
接部で現像が最大になり、その後距離が開くに従って現
像が終結してカブリ要因になるトナーが現像ロール側に
引き戻されて潜像担持体への現像が正確にでき、かつ、
現像ロール上のトナーの入れ替えもこれらバイアスによ
って可能になり、カブリなどが防止されて長期間安定し
た画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した
小型の画像形成装置を提供することができる。

【００６３】そして請求項２に記載した本発明によれ
ば、磁気ロール側に直流バイアスを、現像ロール側に直
流に交流を重畳したバイアスを印加することにより、現
像ロールに印加した交流バイアスで潜像担持体と現像ロ
ールの間では良好な現像性を得ることが可能になると共
に、現像ロールと磁気ロール間ではトナーの入れ替えが
容易におこなえ、選択現像を抑制して長期間安定した画
像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像
形成装置を提供することができる。

【００６４】そして請求項３に記載した本発明によれ
ば、現像ロール側に印加する直流バイアス電圧を固定と
し、磁気ロール側に印加する直流バイアス電圧を現像時
と非現像時（紙間）で同極性内において変化させること
で、潜像担持体上の潜像の現像になんら影響を与えるこ
となく現像ロール上のトナーの入れ替えを制御すること
が可能となり、選択現像を抑制して長期間安定した画像
品質が得られるハイブリッド型現像装置を有した画像形
成装置を提供することができる。

【００６５】そして請求項４に記載した本発明によれ
ば、磁気ロールにおける現像ロールとの最近接磁極とそ
の両隣の磁極との間の角度を夫々３０度以下とすること
で、前記最近接磁極とその両隣の磁極間の磁気ブラシが
現像ロール側に盛り上がり、現像ロールに対する磁気ブ
ラシの接触領域を劇的に増加することが可能となる。そ
のため、磁気ロールから現像ロール上へトナーを搬送す
る搬送バイアスが印加されると、現像ロール上には瞬時
に規定の飽和量のトナー層が形成され、現像開始時や、
画像形成完了後に現像ロールからトナーを回収して再度
現像ロールへトナーを供給する場合などに見られたイメ
ージ先端の画像濃度低下が生ぜず、長期にわたって安定
した画像品質が得られるハイブリッド型現像装置を有し
た画像形成装置を提供することができる。

【００６６】そして請求項５に記載した本発明によれ
ば、磁気ロールにおける現像ロールとの最近接磁極の磁
力をその両隣の磁極の磁力より低く設定することによ
り、現像ロールの円周上に沿って磁気ブラシの比較的広
い現像ニップを形成することができ、前記した現像ロー
ル上へのトナー層の形成がより素早く効果的に行われ、
現像開始時や、画像形成完了後に現像ロールからトナー
を回収して再度現像ロールへトナーを供給する場合など
に見られたイメージ先端の画像濃度低下が生ぜず、長期
にわたって安定した画像品質が得られるハイブリッド型
現像装置を有した画像形成装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハイブリッド型現像装置を有す
るタンデム型画像形成装置の一実施例の概略構成図であ
る。

【図２】本発明に係るハイブリッド型現像装置の概略
構成図である。

【図３】残像（ゴースト）の発生を説明するための図
である。

【図４】磁気ロールにおける現像ロールとの最近接磁
極とその両隣の磁極との位置関係を説明するための図で
ある。

【図５】磁気ロールにおける現像ロールとの最近接磁
極とその両隣の磁極との間の角度、及びそれぞれの磁極
の磁力を変化させたときの現像ロール上の回転回数によ
るトナー量を示した表である。

【符号の説明】

２現像装置３潜像担持体（感光体）４露光ユニット２１磁気ロール２２現像ロール２４キャリア２５トナー２６トナー薄層２７現像バイアス２７ａ直流（ＤＣ）バイアス（Ｖ_ｄｃ１）２７ｂ交流（ＡＣ）バイアス２８直流（ＤＣ）バイアス（Ｖ_ｄｃ２）２９規制ブレード３０磁気ブラシ

フロントページの続きＦターム(参考） 2H031 AC03 AC08 AC19 AC20 AC34 BA05 BA09 CA07 CA11 CA13 CA15 FA01 2H073 BA02 BA04 BA06 BA09 BA11 BA13 CA02 CA14 CA22 2H077 AC04 AC12 AD06 AD13 AD14 AD24 AD35 AD36 AD37 DB08 EA16 FA13 FA14 FA25 GA03 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリアとトナーからなる現像剤を磁気
保持しながら帯電させる２成分現像剤搬送用磁気ロール
と、該磁気ロールの磁気ブラシと搬送バイアスを利用し
て前記搬送体よりトナーを移送し、その表面にトナーの
みの薄層を形成する現像ロールと、該現像ロールと潜像
担持体の最近接位置（現像位置）に現像バイアスを印加
して潜像担持体の潜像の現像を行うハイブリッド型現像
装置を有した画像形成装置において、前記磁気ロール及び現像ロールの少なくとも表面がいず
れも導電性であり、該２つのロールに夫々独立したバイ
アスが印加されていることを特徴とするハイブリッド型
現像装置を有した画像形成装置。
【請求項２】前記磁気ロール側に印加された搬送バイ
アスが直流バイアスであり、現像ロール側に印加された
現像バイアスが直流に交流を重畳したバイアスであるこ
とを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型現像装置
を有した画像形成装置。
【請求項３】前記現像ロール側に印加された現像バイ
アス側の直流電圧を固定とし、前記磁気ロール側に印加
された搬送バイアスの直流電圧を現像時と非現像時（紙
間）で同極性内において変化させることを特徴とする請
求項２記載のハイブリッド型現像装置を有した画像形成
装置。
【請求項４】前記磁気ロールにおける現像ロールとの
最近接磁極とその両隣の磁極との間の角度が夫々３０度
以下であることを特徴とする請求項１記載のハイブリッ
ド型現像装置を有した画像形成装置。
【請求項５】前記磁気ロールにおける現像ロールとの
最近接磁極の磁力をその両隣の磁極の磁力より低く設定
したことを特徴とする請求項４記載のハイブリッド型現
像装置を有した画像形成装置。