JP2008281867A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電潜像担持体に付着した磁性体キャリアの回収と、静電潜像担持体表面の静電潜像のカブリの防止を行うことが可能な現像装置を提供する。
【解決手段】第２現像ローラ５３と感光代ドラム２１間の第２ＤＳＤを、第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の第１ＤＳＤよりも長くして、第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間の電界強度を第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の電界強度度よりも弱くしている。このため、第１現像ローラ５２表面の正帯電キャリアが感光体ドラム２１表面に移行して付着しても、第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間では電界強度が弱くなることから、この電界による力に第２現像ローラ５３の磁力がうち勝って、第２現像ローラ５３の磁力により感光体ドラム２１表面のキャリアが第２現像ローラ５３表面へと引き付けられて回収される。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電潜像担持体表面の静電潜像を現像する現像装置及び画像形成装置に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像を感光体（静電潜像担持体）上に形成し、トナーにより感光体上の静電潜像を現像して、感光体上にトナー像を形成し、トナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させている。

静電潜像を現像する現像装置としては、トナーと磁性体キャリアを混合してなる二成分現像剤を使用する磁気ブラシ現像装置がある。

この磁気ブラシ現像装置では、例えば、現像ローラを感光体ドラムに対向配置して、現像ローラ及び感光体ドラムを共に回転駆動し、現像ローラの磁力により現像剤を該現像ローラ表面に担持し、現像剤を現像剤ローラ表面から感光体ドラム表面に供給して、感光体ドラム表面の静電潜像を現像する。現像ローラは、例えば非磁性体のスリーブと、スリーブ内側に配置されたマグネットローラとを備え、マグネットローラの磁力によりスリーブ表面に現像剤を吸着し、スリーブを回転駆動して、スリーブ表面の現像剤を感光体ドラム表面に供給して行く。

一方、高画質及び高精細画像の要求が高まっていることから、トナー及び磁性体キャリアの双方が小粒径化される傾向にある。トナーの小粒径化に伴い、トナーの重量当りの電荷量が大きくなるため（トナーが帯電し難くなるため）、静電潜像に付着するトナー量が減少し、現像効率の低下を招く。また、磁性体キャリアの小粒径化に伴い、キャリア１個当たりの磁化の大きさが小さくなり、現像ローラの磁力によるキャリアの吸着力が減少するため、現像ローラと感光体ドラム間の現像領域では、キャリアが現像ローラから感光体ドラムへと移り易くなり、感光体ドラム表面でのトナー像の欠陥が生じやすく、これが画像品質劣化の直接的な原因となる。

このため、特許文献１では、感光体ドラム表面の移動方向における上流側及び下流側に第１及び第２現像ローラをそれぞれ配置し、移動方向下流側にある第２現像ローラの磁力を移動方向上流側にある第１現像ローラよりも強くして、移動方向上流側にある第１現像ローラによる現像のときに感光体ドラムに付着した磁性体キャリアを、移動方向下流側にある第２現像ローラの強い磁力により該第２現像ローラ表面に引き戻して回収している。

また、特許文献２では、１００ｍＴの磁界で３．０ｅ４〜２．０ｅ５の磁化量を有し、ｅ９〜ｅ１４の体積抵抗値を有す磁性キャリアを用いた２成分現像装置において、感光体ドラム表面の移動方向における上流側及び下流側にそれぞれの現像ローラを配置し、移動方向上流側にある現像ローラ表面を感光体ドラム表面に対して反対方向に回転移動させると共に、移動方向下流側にある現像ローラ表面を感光体ドラム表面に対して同一方向に回転移動させ、これにより感光体ドラム表面へのキャリア付着、エッジ強調といった問題が発生しないようにしている。
特開２００４−６１９６９号公報 特開２００４−１５１３５８号公報

しかしながら、特許文献１では、移動方向下流側にある第２現像ローラの磁力を強くしているので、第２現像ローラ表面に形成される磁気ブラシが硬くなってしまい、移動方向上流側にある第１現像ローラにより感光体ドラム表面に形成されたトナー像が、第２現像ローラ表面の硬い磁気ブラシによりかき乱されてしまい、画像品質の劣化を招くという問題があった。

また、特許文献１、２のいずれにおいても、感光体ドラム表面の磁性体キャリアの回収が可能であっても、磁性体ドラム表面の静電潜像のカブリが考慮されていない。特に、小粒径化されたトナーを用いる場合は、カブリが発生し易くなるが、移動方向下流側にある第２現像ローラの磁力を強くしたり、感光体ドラム表面に対する各現像ローラ表面の回転移動方向を設定するだけでは、カブリを防止することができない。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、静電潜像担持体に付着した磁性体キャリアの回収と、静電潜像担持体表面の静電潜像のカブリの防止を行うことが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の現像装置は、静電潜像担持体と、静電潜像担持体に対向配置された複数の現像剤担持体とを備え、各現像剤担持体の磁力によりトナー及び磁性体キャリアからなる現像剤を該各現像剤担持体表面に担持し、各現像剤担持体表面に対して静電潜像担持体表面を移動させつつ、移動方向上流側にある現像剤担持体表面のトナー及び移動方向下流側にある現像剤担持体表面のトナーにより静電潜像担持体表面の静電潜像を順次現像して、静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像装置において、前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像のときに静電潜像担持体表面に付着した磁性体キャリアが静電潜像担持体表面のトナー像を乱すことなく前記移動方向下流側にある現像剤担持体表面に回収されるように、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件と移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件を相互に異ならせている。

また、前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度であり、前記移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度である。

更に、前記移動方向下流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離よりも長くしている。

また、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値よりも大きくしている。

更に、現像剤は、前記移動方向上流側にある現像剤担持体から前記移動方向下流側にある現像剤担持体へと移行している。

また、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比よりも小さくしている。

更に、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の磁力を、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の磁力よりも大きくしている。

また、前記現像剤のトナーの体積平均粒径が４〜８μｍであり、該現像剤の磁性体キャリアの平均粒径が２０〜４５μｍである。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を備えている。

また、複数の現像装置を備え、各現像装置をカラー画像の現像に用いている。

このような本発明の現像装置によれば、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件と移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件を相互に異ならせ、これにより移動方向上流側にある現像剤担持体による現像のときに静電潜像担持体表面に付着した磁性体キャリアが静電潜像担持体表面のトナー像を乱すことなく前記移動方向下流側にある現像剤担持体表面に回収されるようにしている。

例えば、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度であり、移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度である。

具体的には、移動方向下流側にある現像剤担持体と静電潜像担持体間の距離（第２ＤＳＤと称す）を、移動方向上流側にある現像剤担持体と静電潜像担持体間の距離（第１ＤＳＤと称す）よりも長くしている。この場合は、移動方向下流側の現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度が移動方向上流側よりも弱くなることから、移動方向上流側の現像剤担持体表面から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移って付着しても、移動方向下流側の現像剤担持体の磁力により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを移動方向下流側の現像剤担持体へと引き付けて回収することができる。更に、現像剤担持体の磁力を格別に強くする必要がないので、現像担持体表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、現像担持体表面の磁気ブラシにより静電潜像担持体表面の像がかき乱されることもない。

あるいは、移動方向下流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値を、移動方向上流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値よりも大きくしている。この場合も、移動方向下流側の現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度が弱くなることから、移動方向上流側の現像剤担持体表面から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移って付着しても、移動方向下流側の現像剤担持体の磁力により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを移動方向下流側の現像剤担持体へと引き付けて回収することができる。更に、現像剤担持体の磁力を強くする必要がないので、現像担持体表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、現像担持体表面の磁気ブラシにより静電潜像担持体表面の像がかき乱されることもない。しかも、移動方向上流側では、現像剤担持体の現像バイアス直流成分が小さいことから、クリーニングフィールドが大きくなり、現像剤担持体による現像のときには静電潜像担持体の静電潜像のカブリが生じ難くなる。

クリーニングフィールドとは、現像剤担持体表面と静電潜像担持体表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差であり、この電位差が大きいほど、白ベタ部分へのトナーの付着量が少なく、カブリが抑えられる。

また、現像剤は、移動方向上流側にある現像剤担持体から移動方向下流側にある現像剤担持体へと移行している。この場合は、移動方向上流側で現像剤中のトナーが消費されてから、この現像剤が移動方向下流側に移行するので、移動方向下流側での現像剤中のトナー濃度が低下している。このため、移動方向下流側の現像剤担持体による現像のときには静電潜像担持体の静電潜像のカブリが生じ難くなる。

また、移動方向下流側にある現像剤担持体の周速と静電潜像担持体の周速との周速比を、移動方向上流側にある現像剤担持体の周速と静電潜像担持体の周速との周速比よりも小さくしている。この場合は、移動方向上流側の現像剤担持体による現像のときに生じた静電潜像担持体上の刷毛筋などの画像欠陥を移動方向下流側の現像剤担持体による現像のときに改善することができる。

移動方向下流側の現像剤担持体と静電潜像担持体の周速比が１のときに現像剤担持体のストレスが最も少なく好ましい。この場合は、移動方向上流側の現像剤担持体と静電潜像担持体の周速比を１よりも大きく設定することになる。逆に、移動方向上流側の周速比を大きくすると、画像品質の低下を招くことになる。

また、移動方向上流側にある現像剤担持体の磁力を、移動方向下流側にある現像剤担持体の磁力よりも大きくしている。この場合は、移動方向下流側の現像担持体表面の磁気ブラシの穂立ちがより柔らかくなり、刷毛筋などの画像欠陥を少なくすることができる。

また、現像剤のトナーの体積平均粒径が４〜８μｍであり、該現像剤の磁性体キャリアの平均粒径が２０〜４５μｍである。

ここで、トナー粒径が４μｍ未満の場合は、先に述べたようにトナーが帯電し難くなって、現像効率が低下する。また、現像効率の低下を補うためにトナー濃度を高く設定すると、トナー粒子の小粒径化とトナー濃度の上昇との相乗効果により磁性体キャリアの被覆率が大きく上昇し、これがかぶりやトナー飛散の原因となる。

また、トナー粒径が８μｍを超える場合は、記録用紙上のラインやドットの周りに飛散ったトナーが視認されやすくなったり、解像度が低下して密な細線が分離されず繋がったりするため画像品質の低下を招く。

磁性体キャリア粒径が３０μｍ未満の場合は、磁性体キャリア１粒子の持つ磁化量が小さくなり、現像剤担持体の磁気力により磁性体キャリアを補足することが困難になって、現像剤担持体から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移行して付着しやすくなり、移動方向下流側の現像剤担持体により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを回収し切れなくなってしまう。

また、磁性体キャリア粒径が４５μｍを超える場合は、トナーの粒径が５μｍ未満のときと同様に、磁性体キャリアの被覆率が上昇してしまい、かぶりやトナー飛散の原因となる。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を備えることから、この装置と同様の作用効果を奏する。

特に、複数の現像装置をカラー画像の現像に用いる画像形成装置では、各現像装置によりそれぞれの静電潜像担持体表面の静電潜像を現像して、各静電潜像担持体表面のそれぞれの色のトナー像を順次重ねることから、いずれの静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが付着しても、この磁性体キャリアが各色のトナー像に混入して、カラー画像の発色を悪化させる。このため、本発明の適用により静電潜像担持体表面への磁性体キャリアの付着を防止することが有効である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の現像装置の第１実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。画像形成装置１００は、原稿から読み取られた画像データを取得したり、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録用紙に形成する。この画像形成装置１００の構成を大別すると、原稿搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、印字処理部１０３、記録用紙搬送部１０４、及び給紙部１０５からなる。

原稿搬送部１０１では、少なくとも１枚の原稿が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、この原稿を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿を排紙トレイ１２に排出する。

原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１３を配設している。このＣＩＳ１３は、原稿読取り窓１０２ａを原稿が通過する際に、原稿裏面の画像を主走査方向に繰り返し読み取り、原稿裏面の画像を示す画像データを出力する。

また、画像読取り部１０２は、原稿が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５、１６のミラーによって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿表面の画像を主走査方向に繰り返し読み取り、原稿表面の画像を示す画像データを出力する。

更に、原稿が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５、１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５、１６によって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ１８上に結像する。

ＣＩＳ１３もしくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、マイクロコンピュータ等の制御回路により各種の画像処理を施されてから、印字処理部１０３に出力される。

印字処理部１０３は、画像データによって示される原稿を記録用紙に記録するものであって、感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像装置２４、転写ユニット２５、クリーニングユニット２６、及び定着装置２７等を備えている。

感光体ドラム２１は、表層が有機光導電性材料からなる有機感光体であり、一方向に回転して、その表面をクリーニングユニット２６によりクリーニングされてから、その表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。

光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂ、及び２つのミラー群２９ａ、２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ、２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ、２９ｂ介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。

この光書込みユニット２３は、高速印字処理に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。

尚、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像装置２４は、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面のトナー像を記録用紙搬送部１０４により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着装置２７は、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。この後、記録用紙は、記録用紙搬送部１０４により排紙トレイ４７へと更に搬送されて排出される。また、クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収する。

ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を該各ローラ３２〜３４と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０⁹〜１×１０¹³Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられた記録用紙を搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられており、転写ベルト３１上の記録用紙を感光体ドラム２１表面に押し付ける。この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の転写電界が印加されており、この逆極性の転写電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写ベルト３１上の記録用紙に転写される。例えば、トナー像が負極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ３４に印加されている転写電界の極性が正極性にされる。

定着装置２７は、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６を備えている。加熱ローラ３５と加圧ローラ３６間の圧接域（ニップ域と称される）に記録用紙が搬送されて来ると、各ローラ３５、３６により記録用紙が搬送されつつ、記録用紙上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙上に定着される。

記録用紙搬送部１０４は、記録用紙を搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、記録用紙搬送路４３、反転搬送路４４ａ、４４ｂ、複数の分岐爪４５、及び一対の排紙ローラ４６等を備えている。

記録用紙搬送路４３では、記録用紙を給紙部１０５から受け取り、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達するまで記録用紙を搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させるので、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達して当接し、記録用紙が撓む。この撓んだ記録用紙の弾性力により該記録用紙の先端をレジストローラ４２と平行に揃える。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２により記録用紙を印字処理部１０３の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６により記録用紙を排紙トレイ４７へと搬送する。

レジストローラ４２の停止及び回転は、レジストローラ４２と駆動軸間のクラッチをオンオフに切り替えたり、レジストローラ４２の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。

また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、各分岐爪４５を選択的に切り替え、記録用紙を記録用紙搬送路４３から反転搬送路４４ｂへと導き入れて、記録用紙の搬送を一旦停止させ、更に各分岐爪４５を選択的に再度切り替え、記録用紙を反転搬送路４４ｂから反転搬送路４４ａへと導き入れて、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を反転搬送路４４ａを通じて記録用紙搬送路４３のレジストローラ４２へと戻す。

この様な記録用紙の搬送をスイッチバック搬送と称し、このスイッチバック搬送により記録用紙の表裏が反転され、同時に記録用紙の先端及び後端も入れ替わる。従って、記録用紙が反転されて戻されると、記録用紙の後端がレジストローラ４２に当接して、記録用紙の後端がレジストローラ４２と平行に揃えられ、レジストローラ４２により記録用紙がその後端から印字処理部１０３の転写ユニット２５へと搬送されて、記録用紙の裏面に印字がなされ、更に定着装置２７により記録用紙裏面のトナー像が定着され、この後に記録用紙が排紙トレイ４７へと搬送される。

記録用紙搬送路４３及び反転搬送路４４ａ、４４ｂにおいては、記録用紙の位置等を検出するセンサーを各所に配置し、各センサーにより記録用紙の位置を検出して、搬送エラー等を検出するようにしている。

給紙部１０５は、複数の給紙カセット４８を備えている。各給紙カセット４８は、各種サイズの記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙カセット４８は、記録用紙を一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を有しており、引き出した記録用紙を記録用紙搬送部１０４の記録用紙搬送路４３へと送り出す。

画像形成装置１００は、高速印字処理を目的としているため、各給紙カセット４８には、定型サイズの記録用紙を５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。

排紙トレイ４７は、図面上左側にある側面に配置されている。この排紙トレイ４７に代えて、排紙記録用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段の排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。

この様な画像形成装置１００においては、印字処理速度を高速化して、使い勝手を向上させている。例えば、Ａ４サイズの記録用紙を用いる場合は、記録用紙の搬送速度を１００枚／分（プロセス速度４５０〜６００ｍｍ／ｓｅｃ）に設定している。

図２は、図１の画像形成装置１００における現像装置２４を示す断面図である。この現像装置２４は、トナー及び磁性体キャリアを混合してなる二成分現像剤Ｄｅを収容する現像剤収容容器５１と、感光体ドラム２１と対向配置された第１及び第２現像ローラ５２、５３と、第１現像ローラ５２表面に付着した現像剤層の厚みを規制するドクターブレード５４と、現像剤収容容器５１内の現像剤を攪拌しつつ第１及び第２現像ローラ５２、５３に供給する第１及び第２攪拌供給ローラ５５、５６とを備えている。

現像剤収容容器５１は、例えば硬質の合成樹脂などからなる成形品であり、二成分現像剤Ｄｅを収容する容器である。現像剤収容容器５１は、感光体ドラム２１を臨む開口部５１ａを有しており、この開口部５１ａに第１及び第２現像ローラ５２、５３を配置し、第１及び第２現像ローラ５２、５３を感光体ドラム２１に対向配置している。第１現像ローラ５２は、第１及び第２現像ローラ５２、５３と対向する感光体ドラム２１表面部分の回転移動方向の上流側に配置され、また第２現像ローラ５３は、下流側に配置されている。

第１及び第２現像ローラ５２、５３は、例えば外径３０ｍｍの円柱状のものであり、棒状の多極着磁マグネット５２ａ、５３ａの両端を固定支持し、多極着磁マグネット５２ａ、５３ａ外周に非磁性体の現像スリーブ５２ｂ、５３ｂを回転自在に嵌め入れたものであり、現像スリーブ５２ｂ、５３ｂを回転しつつ、多極着磁マグネット５２ａ、５３ａの磁力により現像スリーブ５２ｂ、５３ｂ外周に現像剤を吸着して担持する。

第１及び第２現像ローラ５２、５３の現像スリーブ５２ｂ、５３ｂは、それぞれの矢印で示すように共に同一方向に回転駆動され、それらの周面が感光体ドラム２１の周面と同一方向に回転移動する。

また、第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１は、相互に離間されて、相互間に現像領域Ｄａを形成している。同様に、第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１も、相互に離間されて、相互間に現像領域Ｄｂを形成している。第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１の離間距離は０．４ｍｍ前後で調節可能であり、同様に第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１の離間距離も０．４ｍｍ前後で調節可能である。前者の離間距離を第１ＤＳＤと称し、また後者の離間距離を第２ＤＳＤと称する。

また、各現像スリーブ５２ｂ、５３ｂには、直流バイアス電圧Ｖａ、Ｖbが印加されている。直流バイアス電圧Ｖａ、Ｖbは、感光体ドラム２１表面電位との間でそれぞれの適宜の電位差を生じるように設定され、これらの電位差により各現像領域Ｄａ、Ｄｂにそれぞれの電界を生じさせる。

ドクターブレード５４は、例えばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼からなる略長方形の板状部材であって、その長手方向を第１現像ローラ５２の軸と平行にされて設けられ、その長手方向の長さを第１現像ローラ５２と同等または若干長めに定められる。ドクターブレード５４の上端側を現像剤収容容器５１内部でネジ止めもしくは接着剤により固定し、ドクターブレード５４の下端を第１現像ローラ４２外周面に近接配置している。

第１及び第２撹拌供給ローラ５６、５７は、現像剤収容容器５１内部に配置されて、それらの軸を回転自在に支持されており、両者共に回転駆動されて、現像剤収容容器５１内の二成分現像剤Ｄｅを攪拌混合しつつ、現像剤Ｄｅを第１及び第２現像ローラ５２、５３へと搬送供給する。

このような現像装置２４において、第１及び第２撹拌供給ローラ５６、５７により現像剤Ｄｅが攪拌されて、例えばトナーが負極性に摩擦帯電され、磁性体キャリアが正極性に摩擦帯電される。また、現像剤Ｄｅは、第１及び第２撹拌供給ローラ５６、５７により略一定の経路で循環されて、まず第１現像ローラ５２へと搬送供給され、引き続き第１現像ローラ５２から第２現像ローラ５３へと引き渡されるようにして第２現像ローラ５３へと搬送供給される。

第１現像ローラ５２は、多極着磁マグネット５２ａの磁力により二成分現像剤を現像スリーブ５２ｂ外周表面に吸着して磁気ブラシを形成し、二成分現像剤を層状に担持する。現像スリーブ５２ｂの回転に伴い、ドクターブレード５４の下端により現像スリーブ５２ｂ外周の現像剤層の層厚が規制されてから、現像スリーブ５２ｂ外周の現像剤層が該現像スリーブ５２ｂと感光体ドラム２１間の現像領域Ｄａへと搬送され、現像スリーブ５２ｂと感光体ドラム２１表面の静電潜像との間の電界により現像スリーブ５２ｂ表面から感光体ドラム２１表面の静電潜像へと負帯電トナーが供給されて付着し、感光体ドラム２１表面の静電潜像が現像される。

同様に、第２現像ローラ５３は、多極着磁マグネット５３ａの磁力により二成分現像剤を現像スリーブ５３ｂ外周表面に吸着して磁気ブラシを形成し、二成分現像剤を層状に担持する。現像スリーブ５３ｂの回転に伴い、現像スリーブ５３ｂ外周の現像剤層が該現像スリーブ５３ｂと感光体ドラム２１間の現像領域Ｄｂへと搬送され、現像スリーブ５３ｂと感光体ドラム２１表面の静電潜像との間の電界により現像スリーブ５３ｂ表面から感光体ドラム２１表面の静電潜像へと負帯電トナーが供給されて付着し、感光体ドラム２１表面の静電潜像が現像される。

従って、感光体ドラム２１表面の静電潜像は、まず第１現像ローラ５２との間の現像領域Ｄａで現像され、引き続いて第２現像ローラ５３との間の現像領域Ｄｂでも現像されることになる。

このように第１及び第２現像ローラ５２、５３により感光体ドラム２１表面の静電潜像を現像しているので、小粒径のトナーを用いても、感光体ドラム２１表面の静電潜像を確実に現像することができる。

近年、高画質及び高精細画像の要求が高まっていることから、トナー及び磁性体キャリアの双方が小粒径化される傾向にある。トナーの小粒径化に伴い、トナーの重量当りの電荷量が大きくなるため（トナーが帯電し難くなるため）、静電潜像に付着するトナー量が減少し、現像効率の低下を招く。現像装置２４では、２つの現像ローラ５２、５３により感光体ドラム２１表面の静電潜像を確実に現像することから、帯電し難くて現像効率の低い小粒径のトナーを用いても、画像品位を高く維持することができる。

ところで、磁性体キャリアの小粒径化に伴い、磁性体キャリア１個当たりの磁化の大きさが小さくなり、現像ローラの磁力による磁性体キャリアの吸着力が減少するため、現像ローラと感光体ドラム間の現像領域では、現像ローラ表面の正帯電磁性体キャリアが感光体ドラムへと移り易くなり、感光体ドラム表面でのトナー像の欠陥が生じやすく、これが画像品質劣化の直接的な原因となる。

そこで、本実施形態では、第２現像ローラ５３と感光代ドラム２１間の第２ＤＳＤを、第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の第１ＤＳＤよりも長くして、第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間の電界強度を第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の電界強度度よりも弱くしている。このため、第１現像ローラ５２表面の正帯電キャリアが感光体ドラム２１表面に移行して付着しても、第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間では電界強度が弱くなることから、この電界により正帯電キャリアを感光体ドラム２１表面に留めようとする力も弱くなり、この力に第２現像ローラ５３の磁力がうち勝って、第２現像ローラ５３の磁力により感光体ドラム２１表面のキャリアが第２現像ローラ５３表面へと引き付けられて回収される。

また、第２現像ローラ５３の磁力を格別に強くしなくても、感光体ドラム２１表面の磁性体キャリアを引き付けて回収することができるので、第２現像ローラ５３表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム２１表面のトナー像がかき乱されることもない。

次に、図３（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、第１及び第２現像ローラ５２、５３と感光体ドラム２１間でのトナー及び磁性体キャリアの移動を具体的に説明する。

まず、第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の第１ＤＳＤを０．３８ｍｍに設定し、第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間の第２ＤＳＤを０．５ｍｍに設定する。

また、第１及び第２現像ローラ５２、５３の現像スリーブ５２ｂ、５３ｂの直流バイアス電圧を同一の−４５０Ｖに設定する。

更に、感光体ドラム２１表面の静電潜像の白ベタ部分の電位Ｖ0、つまり帯電器２２により均一に帯電された直後の感光体ドラム２１表面の電位Ｖ0を−６００Ｖとし、また感光体ドラム２１表面の静電潜像の黒部分の電位Ｖ1、つまりレーザ光の照射を受けた感光体ドラム２１表面の電位Ｖ1を−１００Ｖとしている。

尚、第１及び第２現像ローラ５２、５３の構造、寸法、及び磁力等は同一とする。

このような条件のもとに、第１現像ローラ５２により感光体ドラム２１表面の静電潜像が現像されるときには、図３（ａ）に示すように第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差が１５０Ｖとなり、また第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１表面の静電潜像の黒部分との電位差が３５０Ｖとなる。そして、第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の第１ＤＳＤが０．３８ｍｍに設定されていることから、第１現像ローラ５２と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が１５０Ｖ／０．３８ｍｍ＝３９５Ｖ／ｍｍとなり、第１現像ローラ５２と静電潜像の黒部分間の電界強度が３５０／０．３８ｍｍ＝９２１Ｖ／ｍｍとなる。

従って、第１現像ローラ５２と静電潜像の黒部分間の電界強度が９２１Ｖ／ｍｍと強く、このために第１現像ローラ５２表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分へと容易に移行して、静電潜像の黒部分に多くの負帯電トナーが付着し、静電潜像が概ね良好に現像される。また、第１現像ローラ５２と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が後で述べる第２現像ローラ５３のものと比較すると３９５Ｖ／ｍｍと強めであり、この電界が静電潜像の白ベタ部分から負帯電トナーを突き放すように作用するため、静電潜像の白ベタ部分には負帯電トナーが付着し難く、カブリが生じ難い。

ただし、第１現像ローラ５２と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が３９５Ｖ／ｍｍと強めであることから、図３（ｂ）に示すように第１現像ローラ５２表面の正帯電磁性体キャリアの一部が静電潜像の白ベタ部分に移行して付着し易くなる。仮に、この白ベタ部分の正帯電キャリアを放置したならば、感光体ドラム２１表面でのトナー像の欠陥が生じやすく、これが画像品質劣化の直接的な原因となる。

このため、第２現像ローラ５３による感光体ドラム２１表面の静電潜像の現像に際し、第２現像ローラ５３の磁力により静電潜像の白ベタ部分に付着した正帯電キャリアを第２現像ローラ５３表面に回収する。

ここで、図３（ｃ）に示すように第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間の第２ＤＳＤが０．５ｍｍに設定されていることから、第２現像ローラ５３と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が１５０Ｖ／０．５ｍｍ＝３００Ｖ／ｍｍとなり、第２現像ローラ５３と静電潜像の黒部分間の電界強度が３５０／０．５ｍｍ＝７００Ｖ／ｍｍとなる。

従って、第２現像ローラ５３と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が３００Ｖ／ｍｍと弱くなる。このため、静電潜像の白ベタ部分に移行した正帯電キャリアの付着力が弱くなり、この正帯電キャリアが不安定な存在となる。そして、この正帯電キャリアの付着力に第２現像ローラ５３の磁力がうち勝って、第２現像ローラ５３の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが第２現像ローラ５３表面へと引き付けられて回収される。

更に、第２現像ローラ５３の磁力を格別に強くしていないので、第２現像ローラ５３表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム２１表面のトナー像がかき乱されることもない。

また、第２現像ローラ５３と静電潜像の黒部分間の電界強度も７００Ｖ／ｍｍと弱くなっている。このため、第２現像ローラ５３表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分の高電位箇所（トナー付着量が少ない箇所）だけにしか移行せず、カブリが生じることなく、静電潜像が完全に現像される。

しかも、第１現像ローラ５２による現像のときに二成分現像剤のトナーの一部が消費された後で、この現像剤が第２現像ローラ５３へと循環搬送されて来るので、第２現像ローラ５３の現像スリーブ５３ｂ表面に付着した現像剤のトナー濃度が低下している。このため、第２現像ローラ５３から静電潜像の黒部分に移行して付着するトナー量が抑えられ、これによってもカブリが生じ難くなる。

すなわち、第２現像ローラ５３による現像のときには、第２現像ローラ５３の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが回収されて、画像品質劣化が防止される。また、第２現像ローラ５３表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分の高電位箇所だけに移行し、かつトナー濃度が低下して、静電潜像の黒部分に付着するトナー量が少なくなるため、静電潜像の現像が確実に行われながらも、静電潜像のカブリが生じることはない。

尚、第２現像ローラ５３の現像スリーブ５３ｂの周速と感光体ドラム２１の周速との周速比を、第１現像ローラ５２の現像スリーブ５２ｂの周速と感光体ドラム２１の周速との周速比よりも小さくしても良い。この場合は、第１現像ローラ５２の現像により生じた感光体ドラム２１上の刷毛筋などの画像欠陥を第２現像ローラ５３による現像のときに改善することができる。

第２現像ローラ５３の現像スリーブ５３ｂの周速と感光体ドラム２１の周速との周速比が１のときに現像スリーブ５３ｂのストレスが最も少なく好ましい。この場合は、第１現像ローラ５２の現像スリーブ５２ｂの周速と感光体ドラム２１の周速との周速比を１よりも大きく設定することになる。逆に、第２現像ローラ５３側の周速比を第１現像ローラ５２側の周速比よりも大きくすると、画像品質の低下を招くことになる。

また、第１現像ローラ５２の磁力を第２現像ローラ５３の磁力よりも大きくしても、つまり第２現像ローラ５３の磁力を弱めても構わない。これにより、第２現像ローラ５３表面の磁気ブラシの穂立ちがより柔らかくなり、刷毛筋などの画像欠陥を少なくすることができる。ただし、静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが第２現像ローラ５３表面へと引き付けられて回収される程度に第２現像ローラ５３の磁力を維持しておく。

更に、現像剤のトナーの体積平均粒径としては４〜８μｍが好ましく、かつ現像剤の磁性体キャリアの平均粒径としては２０〜４５μｍが好ましい。

トナー粒径が４μｍ未満の場合は、トナーが帯電し難くなって、現像効率が低下する。また、現像効率の低下を補うためにトナー濃度を高く設定すると、トナー粒子の小粒径化とトナー濃度の上昇との相乗効果により磁性体キャリアの被覆率が大きく上昇し、これがかぶりやトナー飛散の原因となる。

また、トナー粒径が８μｍを超える場合は、記録用紙上のラインやドットの周りに飛散ったトナーが視認されやすくなったり、解像度が低下して密な細線が分離されず繋がったりするため画像品質の低下を招く。

一方、磁性体キャリア粒径が３０μｍ未満の場合は、磁性体キャリア１粒子の持つ磁化量が小さくなり、現像剤担持体の磁気力により磁性体キャリアを補足することが困難になって、現像剤担持体から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移行して付着しやすくなり、移動方向下流の現像剤担持体により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを回収し切れなくなってしまう。

また、磁性体キャリア粒径が４５μｍを超える場合は、トナーの粒径が５μｍ未満のときと同様に、磁性体キャリアの被覆率が上昇してしまい、かぶりやトナー飛散の原因となる。

次に、本発明の現像装置の第２実施形態について説明する。

本実施形態の現像装置は、図２に示す現像装置２４と略同様の構成を有しており、図１の画像形成装置１００に適用されるものである。

本実施形態では、第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の第１ＤＳＤ及び第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間の第２ＤＳＤを共通の０．４２５ｍｍに設定しているが、第１現像ローラ５２の現像スリーブ５２ｂの直流バイアス電圧Ｖａを−４００Ｖに設定し、また第２現像ローラ５３の現像スリーブ５３ｂの直流バイアス電圧Ｖbを−３５０Ｖに設定している。

また、感光体ドラム２１表面の静電潜像の白ベタ部分の電位Ｖ0を−６００Ｖとし、また感光体ドラム２１表面の静電潜像の黒部分の電位Ｖ1を−１００Ｖとしている。

尚、第１及び第２現像ローラ５２、５３の構造、寸法、及び磁力等は同一とする。

このような条件のもとに、第１現像ローラ５２により感光体ドラム２１表面の静電潜像が現像されるときには、図４（ａ）に示すように第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差（クリーニングフィールド）が２００Ｖとなり、また第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１表面の静電潜像の黒部分との電位差が３００Ｖとなる。そして、第１現像ローラ５２と感光体ドラム２１間の第１ＤＳＤが０．４２５ｍｍに設定されていることから、第１現像ローラ５２と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が２００Ｖ／０．４２５ｍｍ＝４７０Ｖ／ｍｍとなり、第１現像ローラ５２と静電潜像の黒部分間の電界強度が３００／０．４２５ｍｍ＝７０５Ｖ／ｍｍとなる。

この状態では、第１現像ローラ５２と静電潜像の黒部分間の７０５Ｖ／ｍｍの電界により、第１現像ローラ５２表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分へと移行して付着し、静電潜像が現像される。また、第１現像ローラ５２と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が後で述べる第２現像ローラ５３のものと比較すると４７０Ｖ／ｍｍと強く、静電潜像の白ベタ部分には負帯電トナーが付着し難く、カブリが生じない。

ただし、第１現像ローラ５２と静電潜像の白ベタ部分間の４７０Ｖ／ｍｍの電界強度が強いことから、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように第１現像ローラ５２表面の正帯電磁性体キャリアの一部が静電潜像の白ベタ部分に移行して付着し易い。

しかしながら、引き続く第２現像ローラ５３による現像のときには、第２現像ローラ５３の磁力により感光体ドラム２１表面の静電潜像の白ベタ部分に付着した正帯電キャリアが第２現像ローラ５３表面に回収される。

第２現像ローラ５３により感光体ドラム２１表面の静電潜像が現像されるときには、図５（ａ）に示すように第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差（クリーニングフィールド）が１５０Ｖとなり、また第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１表面の静電潜像の黒部分との電位差が３５０Ｖとなる。そして、第２現像ローラ５３と感光体ドラム２１間の第２ＤＳＤが０．４２５ｍｍであることから、第２現像ローラ５３と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が１５０Ｖ／０．４２５ｍｍ＝３５２Ｖ／ｍｍとなり、第２現像ローラ５３と静電潜像の黒部分間の電界強度が３５０／０．４２５ｍｍ＝８２４Ｖ／ｍｍとなる。

従って、第２現像ローラ５３と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が３５２Ｖ／ｍｍと弱くなる。このため、静電潜像の白ベタ部分に移行した正帯電キャリアの付着力が弱くなる。そして、この正帯電キャリアの付着力に第２現像ローラ５３の磁力がうち勝って、第２現像ローラ５３の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが第２現像ローラ５３表面へと引き付けられて回収される。

更に、第２現像ローラ５３の磁力を格別に強くしていないので、第２現像ローラ５３表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム２１表面のトナー像がかき乱されることもない。

また、第２現像ローラ５３と静電潜像の黒部分間の電界強度が８２４Ｖ／ｍｍと強くなることから、第２現像ローラ５３表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分の高電位箇所（トナー付着量が少ない箇所）に確実に移行して、静電潜像が完全に現像される。

しかも、第１現像ローラ５２による現像のときに二成分現像剤のトナーの一部が消費された後であるから、第２現像ローラ５３の現像スリーブ５３ｂ表面に付着した現像剤のトナー濃度が低下しており、このために第２現像ローラ５３から静電潜像の黒部分に移行して付着するトナー付着量が少なく、カブリが生じ難い。

すなわち、第２現像ローラ５３による現像のときには、第２現像ローラ５３の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが回収されて、画像品質劣化が防止される。また、静電潜像の現像が確実に行われながらも、静電潜像のカブリが生じることはない。

図６（ａ）〜（ｃ）は、比較例として、１つの現像ローラを用いたときの負帯電トナー及び正帯電キャリアの挙動を示している。

この比較例では、図６（ａ）に示すように現像ローラと感光体ドラム表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差が１５０Ｖであって、現像ローラと感光体ドラム表面の静電潜像の黒部分との電位差が３５０Ｖである。

この場合は、現像ローラ表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分へと容易に移行して、静電潜像が概ね良好に現像されるが、同時に現像ローラ表面のトナーが静電潜像の白ベタ部分にも移行して付着するので、カブリが生じる。

また、現像ローラ表面の正帯電キャリアが静電潜像の白ベタ部分に一旦付着したら、この正帯電キャリアを回収することができず、画像品質劣化を招く。

尚、第２実施形態でも、第２現像ローラ５３の現像スリーブ５３ｂの周速と感光体ドラム２１の周速との周速比を、第１現像ローラ５２の現像スリーブ５２ｂの周速と感光体ドラム２１の周速との周速比よりも小さくし、第１現像ローラ５２の現像により生じた感光体ドラム２１上の刷毛筋などの画像欠陥を第２現像ローラ５３による現像のときに改善するようにしても良い。

また、第２現像ローラ５３の磁力を若干弱くして、第２現像ローラ５３表面の磁気ブラシの穂立ちをより柔らかくし、刷毛筋などの画像欠陥を少なくしても構わない。

更に、現像剤のトナーの体積平均粒径としては４〜８μｍが好ましく、かつ現像剤の磁性体キャリアの平均粒径としては２０〜４５μｍが好ましい。

次に、本発明の現像装置を適用したカラー画像形成装置について説明する。

図７は、第３実施形態のカラー画像形成装置を示す断面図である。本実施形態のカラー画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、露光ユニット２０１、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、中間転写ベルトユニット２０２、定着ユニット２０３、用紙搬送装置２０４、給紙トレイ２０５、及び排紙トレイ２０６等を備えている。

このカラー画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ２０５に積載収容されており、ピックアップローラ２０７-1により１枚ずつ給紙トレイ２０５から引き出されて、搬送ローラ２０４-１によりレジストローラ２０８へと搬送される。あるいは、記録用紙は、手差しトレイ２０９に載置され、ピックアップローラ２０７-2により引き出されて、各搬送ローラ２０４-4〜２０４-6によりレジストローラ２０８へと搬送される。レジストローラ２０８は、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルトユニット２０２の中間転写ベルト２１１上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を２次転写ローラ２１２へと搬送する。

各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルトユニット２０２の中間転写ベルト２１１に転写する。これらの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、各現像装置２２１ａ〜２２１ｄ、各トナー容器２２２ａ〜２２２ｄ、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ、各帯電器２２４ａ〜２２４ｄ、及び各クリーナユニット２２５ａ〜２２５ｄ等を備えている。

各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄは、中間転写ベルト２１１を介してそれぞれの１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄに押圧されており、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト２１１と同一の周速度で、中間転写ベルト２１１と共に回転される。また、各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄも、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト２１１と同一の周速度で、中間転写ベルト２１１に追従回転する。

各帯電器２２４ａ〜２２４ｄは、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄに接触するローラ型やブラシ形のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ表面を一様に帯電させる。

露光ユニット２０１は、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源２０１ａ、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄに導く複数のミラー２０１ｂ等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ表面に照射して、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ表面にそれぞれの静電潜像を形成する。この露光ユニット２０１として、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。

各トナー容器２２２ａ〜２２２ｄは、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを収容している。各現像装置２２１ａ〜２２１ｄは、各トナー容器２２２ａ〜２２２ｄからそれぞれの色のトナーを供給され、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ表面の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させて、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄから中間転写ベルト２１１に転写されて重ね合わせられる。

中間転写ベルトユニット２０２は、中間転写ベルト２１１、各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄ、駆動支持ローラ２３１と従動支持ローラ２３２、及び２次転写ローラ２１２等を備えており、中間転写ベルト２１１を駆動支持ローラ２３１と従動支持ローラ２３２に掛け渡して回転移動可能に支持し、各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄ及び２次転写ローラ２１２を中間転写ベルト２１１に押し付けている。

中間転写ベルト２１１は、例えば合成樹脂フィルムにより形成される。２次転写ローラ２１２は、左右に移動可能に支持されて、右方向に付勢されており、駆動支持ローラ２３１との間に中間転写ベルト２１１を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ２３１は、２次転写ローラ２１２のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄと各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ間のそれぞれのニップ域を下流側にして回転駆動され、中間転写ベルト２１１を引っ張って矢印方向Ｂに回転移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。

各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄと各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄ及び各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。

各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄは、例えば金属製の軸の外周を導電性の弾性材（ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆したものである。各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄは、該各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄと各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ間のニップ域に中間転写ベルト２１１を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト２１１を介して各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄ表面のトナーを中間転写ベルト２１１へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト２１１に転写されて重ね合わせられる。各１次転写ローラ２２６ａ〜２２６ｄとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いることも可能である。

クリーニングユニット２３４は、例えば中間転写ベルト２１１表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト２１１表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。

こうして中間転写ベルト２１１に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、該中間転写ベルト２１１の回転移動に伴い、駆動支持ローラ２３１と２次転写ローラ２１２間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト２１１上の各色のトナー像の先端とレジストローラ２０８により搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。

引き続いて、記録用紙は、定着ユニット２０３へと搬送され、ここで加圧ローラ２０３ａと加熱ローラ２０３ｂ間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱溶融されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。

更に、記録用紙は、用紙搬送装置２０４により排紙トレイ２０６へと搬送されて、ここにフェイスダウンで排出される。

尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット２０２の中間転写ベルト２１１に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト２１１から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。

また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着ユニット２０３により定着した後に、記録用紙を用紙搬送装置２０４の搬送ローラ２０４-3により搬送する途中で、搬送ローラ２０４-3を停止させてから逆回転させ、記録用紙を用紙搬送装置２０４の反転経路２０４ｒに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ２０８へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ２０６に排出する。

ところで、このようなカラー画像形成装置においても、各現像装置２２１ａ〜２２１ｄは、図２の現像装置２４と同様に、感光体ドラムと対向配置された第１及び第２現像ローラ５２、５３を少なくとも備えており、第２現像ローラ５３と感光代ドラム間の第２ＤＳＤを第１現像ローラ５２と感光体ドラム間の第１ＤＳＤよりも長くして、第２現像ローラ５３と感光体ドラム間の電界強度を第１現像ローラ５２と感光体ドラム間の電界強度度よりも弱くしている。あるいは、第１ＤＳＤと第２ＤＳＤを相互に等しく設定した上で、第１現像ローラ５２の現像スリーブ５２ｂの直流バイアス電圧Ｖａを−４００Ｖに設定し、また第２現像ローラ５３の現像スリーブ５３ｂの直流バイアス電圧Ｖbを−３５０Ｖに設定して、第２現像ローラ５３と感光体ドラム間の電界強度を第１現像ローラ５２と感光体ドラム間の電界強度度よりも弱くしている。このため、第１及び第２現像ローラ５２、５３により感光体ドラム表面の静電潜像が確実に現像されながらも、カブリが生じ難い。また、第１現像ローラ５２による感光体ドラム表面の静電潜像の現像のときに静電潜像の白ベタ部分に正帯電キャリアが付着しても、第２現像ローラ５３による現像に際しては、第２現像ローラ５３の磁力により白ベタ部分の正帯電キャリアを第２現像ローラ５３表面に回収することができ、画像品質劣化が防止される。しかも、第２現像ローラ５３の磁力を格別に強くする必要がないので、第２現像ローラ５３表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム表面のトナー像がかき乱されることもない。

カラー画像形成装置では、各感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄのトナー像を順次重ね合わせて、カラー画像を形成することから、いずれの感光体ドラム２２３ａ〜２２３ｄに磁性体キャリアが付着しても、この磁性体キャリアが各色のトナー像に混入し、カラー画像の発色を悪化させて、画像品位の著しい低下を招く。このため、本発明の適用により感光体ドラム表面への磁性体キャリアの付着を防止することは有意義である。

尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、トナーの粒径や帯電特性、磁性体キャリアの磁化量等に応じて、第１及び第２現像ローラの直流バイアス電圧や第１及び第２ＤＳＤ等を適宜に変更しても構わない。

本発明の現像装置の第１実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。 図１の現像装置を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の現像装置における第１現像ローラと感光体ドラムの電位、負帯電トナー及び正帯電キャリアの挙動を模式的に示し、（ｃ）は図２の現像装置における第２現像ローラと感光体ドラムの電位、負帯電トナー及び正帯電キャリアの挙動を模式的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は第２実施形態の現像装置における第１現像ローラと感光体ドラムの電位、負帯電トナー及び正帯電キャリアの挙動を模式的に示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の現像装置における第２現像ローラと感光体ドラムの電位、負帯電トナー及び正帯電キャリアの挙動を模式的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は１つの現像ローラを備える現像装置における該現像ローラと感光体ドラムの電位、負帯電トナー及び正帯電キャリアの挙動を模式的に示す図である。 第３実施形態のカラー画像形成装置を示す断面図である。

符号の説明

２１ 感光体ドラム
２２ 帯電器
２３ 光書込みユニット
２４ 現像装置
２５ 転写ユニット
２６ クリーニングユニット
２７ 定着装置
４１ 搬送ローラ
４２ レジストローラ
４３ 記録用紙搬送路
４４ａ、４４ｂ 反転搬送路
４５ 分岐爪
４６ 排紙ローラ
４８ 給紙カセット
５１ 現像剤収容容器
５２ 第１現像ローラ「
５３ 第２現像ローラ
５４ ドクターブレード
５５ 第１攪拌供給ローラ
５６ 第２攪拌供給ローラ
１００ 画像形成装置
１０１ 原稿搬送部（ＡＤＦ）
１０２ 画像読取り部
１０３ 印字処理部
１０４ 記録用紙搬送部
１０５ 給紙部
２０１ 露光ユニット
２０２ 中間転写ベルトユニット
２０３ 定着ユニット
２０４ 用紙搬送装置
２０５ 給紙トレイ
２０６ 排紙トレイ
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成ステーション

Claims (10)

1. 静電潜像担持体と、静電潜像担持体に対向配置された複数の現像剤担持体とを備え、各現像剤担持体の磁力によりトナー及び磁性体キャリアからなる現像剤を該各現像剤担持体表面に担持し、各現像剤担持体表面に対して静電潜像担持体表面を移動させつつ、移動方向上流側にある現像剤担持体表面のトナー及び移動方向下流側にある現像剤担持体表面のトナーにより静電潜像担持体表面の静電潜像を順次現像して、静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像装置において、
   前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像のときに静電潜像担持体表面に付着した磁性体キャリアが静電潜像担持体表面のトナー像を乱すことなく前記移動方向下流側にある現像剤担持体表面に回収されるように、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件と移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件を相互に異ならせたことを特徴とする現像装置。
2. 前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度であり、前記移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記移動方向下流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離よりも長くしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記移動方向下流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値よりも大きくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
5. 現像剤は、前記移動方向上流側にある現像剤担持体から前記移動方向下流側にある現像剤担持体へと移行することを特徴とする請求項３又は４に記載の現像装置。
6. 前記移動方向下流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 前記移動方向上流側にある現像剤担持体の磁力を、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の磁力よりも大きくしたことを特徴とする請求項３又は４に記載の現像装置。
8. 前記現像剤のトナーの体積平均粒径が４〜８μｍであり、該現像剤の磁性体キャリアの平均粒径が２０〜４５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
9. 請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 複数の現像装置を備え、各現像装置をカラー画像の現像に用いることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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