JPH0546028A

JPH0546028A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0546028A
Application number: JP3208029A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamaji; 雅章山路
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-20
Filing date: 1991-08-20
Publication date: 1993-02-26
Also published as: US5402215A

Abstract

(57)【要約】【目的】ドット潜像でハイライト部から高濃度部まで
表現する画像形成装置で、２成分現像剤を使用し、振動
バイアス電圧を用いて潜像を現像するに際し、微小なド
ット潜像もトナー欠損なく現像して、ハイライト部の再
現性を向上し、ハーフトーン部のガサツキを防止するこ
と。【構成】２成分現像剤Ｄを現像領域に搬送するスリー
ブ２１には電源２２により振動バイアス電圧が印加され
る。スリーブ２１内に固定配置された磁石２３には現像
領域に磁界を形成する磁極Ｎ₁，Ｓ₁がある。磁極Ｎ₁は
現像領域前半部に位置して、感光ドラム３に現像剤の磁
気ブラシを接触させる。磁極Ｓ₁は現像領域後半部より
も更に下流に位置する。そして現像領域後半部には、ス
リーブ表面に対する磁力線の角度が１５度以内となる部
分が存在する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体に形成された
静電潜像をトナーと磁性キャリヤ粒子を含む現像剤を用
いて現像する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナーと磁性キャリア粒子を含む現像
剤、即ち２成分現像剤を現像剤担持体で現像領域に搬送
し、現像剤の穂、即ち磁気ブラシを像担持体に接触させ
るとともに、現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加し
て、現像剤の穂に付着したトナー及び現像剤担持体表面
に付着したトナーにより静電潜像を現像する方法が公知
である。この方法は、上記の如く現像剤の穂のみならず
現像剤担持体表面に付着していたトナーも像担持体に飛
翔させて潜像に付着させるので、現像効率が高く、高濃
度の現像画像が得られるものである。

【０００３】一方、被記録画像信号に応じてレーザーを
点滅させて像担持体を露光して静電潜像を形成し、この
潜像、所謂ドット潜像を如上の現像方法により現像する
画像形成装置も公知である。尚、上記の如く被記録画像
信号に応じて点滅制御された光スポットで感光体を露光
することにより形成された静電潜像等、ドット状の潜像
を順次形成、集積して形成した静電潜像を、本明細書で
は便宜上ドット潜像という。このように、ドット潜像と
は、被記録画像信号に応じて形成された画素潜像の集積
潜像であるが、これはデジタル潜像とも言われ、原稿の
光学像をレンズを介して直接電子写真感光体に投影して
形成する静電潜像をアナログ潜像と言って、両者が区別
されている。

【０００４】斯かる画像形成装置では、高濃度画像領域
では前述の理由により十分な画像濃度が得られるが、微
小ドット潜像により構成される低濃度画像領域の再現性
が悪く、それより若干大のドット潜像により構成される
中間調画像領域ではガサツキが発生する。これは、現像
領域全域にわたって現像剤担持体上に現像剤の穂が起立
して穂の分布が疎な状態となっている為、穂と穂の間等
に位置したドット潜像には、穂からも現像剤担持体表面
からも十分な量のトナーが供給されて良好なドット像に
なるのであるが、穂に当接乃至摺擦されたドット潜像で
はトナーが欠損する為、低濃度域用ドット像や中間調域
用ドット像は相対的に小さい為にその欠損が目立ち、こ
れらのドット像で構成される低濃度領域や中間調域に低
再現性やガサツキが発生するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、高濃度画像域では十分な濃度の画像を形成
し、微小ドット潜像で構成される低濃度領域（ハイライ
ト領域）や中間調領域（ハーフトーン領域）でもガサツ
キのない緻密な画像を形成できるようにした画像形成装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明の１つは、像担持体
と、被記録画像信号に応じて上記像担持体にドット潜像
を形成する静電潜像形成手段と、磁性キャリア粒子及び
トナーを含む現像剤を用いて上記ドット潜像を現像する
現像手段であって、現像剤を担持して現像領域に搬送す
る現像剤担持体と、この現像剤担持体間に固定配置され
た磁石と、上記現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加
する振動バイアス電圧印加手段とを有する現像手段と、
を備えた画像形成装置に於いて、上記磁石は互いに異極
性であり、かつ隣り合った第１と第２の磁極を持ち、第
１磁極位置は像担持体と現像剤担持体の最近接位置より
も上流側であって、かつ現像領域前半中にあり、第２磁
極は現像領域よりも下流側にあり、現像領域後半中には
現像剤担持体表面に対する磁力線の角度が１５度以下と
なる領域が存在し、少なくとも現像領域前半中で現像剤
の穂を像担持体に接触させる、ことを特徴とする画像形
成装置である。

【０００７】即ち、上記の本発明では、現像領域前半で
疎な現像剤の穂を像担持体に接触させて良好な濃度を獲
得し、現像領域後半では現像剤の穂を寝かせて密とし、
微小ドット潜像から成る低濃度領域（ハイライト領域）
の修復現像を行う。

【０００８】

【実施例】図２は本発明が適用できる電子写真方式のカ
ラープリンタを示す。このプリンタは、矢印方向に回転
する像担持体としての電子写真感光ドラム３を備え、該
感光体ドラム３の周囲には、帯電器４、現像器１Ｍ、１
Ｃ、１ＢＫを備えた回転現像装置１、転写用放電器１
０、クリーニング手段１２及び感光ドラム３の図面上方
に配設したレーザビームスキャナＬＳなどから成る画像
形成手段が配設される。各現像器はトナー粒子と、キャ
リア粒子を含有する２成分現像剤をドラム３に供給す
る。現像器１Ｍの現像剤はマゼンタトナーを、現像器１
Ｃの現像剤はシアントナーを、現像器１Ｙの現像剤はイ
エロートナーを、現像器１ＢＫの現像剤は黒トナーを含
有する。

【０００９】被複写原稿は不図示の原稿読取り装置で読
み取られる。この読取り装置はＣＣＤ等の、原稿画像を
電気信号に変換する光電変換素子を有しており、原稿の
マゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像情
報、白黒画像情報に夫々対応した画像信号を出力する。
プリンタに内蔵された半導体レーザーはこれらの画像信
号に対応して制御され、レーザービームＬを射出する。
尚、電子計算機からの出力信号をプリントアウトするこ
ともできる。カラープリンタ全体のシーケンスについ
て、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する
と、先ず、矢印方向に回転する感光ドラム３は帯電器４
によって均等に帯電される。次に、マゼンタ画像信号に
より点滅変調されたレーザ光Ｌにより走査露光が行わ
れ、感光ドラム３上にドット潜像から構成される静電潜
像が形成され、この潜像は、予め現像位置に定置された
マゼンタ現像器ＩＭによって反転現像される。

【００１０】一方、カセットＣから取り出され、給紙ガ
イド５、給紙ローラ６を経由して進行した紙等の転写材
は、転写ドラム９のグリッパ７により保持され、ローラ
８によって転写ドラム９に巻き付けられる。転写ドラム
９は、感光ドラム３と同期して矢印方向に回転してお
り、マゼンタ現像器ＩＭで現像されたマゼンタ顕画像
は、転写部において転写帯電器１０によって転写材に転
写される。転写ドラム９はそのまま、回転を継続し、次
の色の画像の転写に備える。

【００１１】一方、感光ドラム３は、クリーニング手段
１２によって転写後の残留トナーがクリーニングされ、
再び帯電器４によって帯電され、次のシアン画像信号に
より変調されたレーザービームＬにより前記のような露
光を受け静電潜像が形成される。この間に現像装置１は
１／４回転して、シアン現像器１Ｃが所定の現像位置に
定置されていてシアンに対応する潜像の反転現像を行
い、シアン顕画像を形成する。

【００１２】続いて、以上のような工程を、それぞれイ
エロー画像信号及びブラック画像信号に対して行ない、
４色分顕画像（トナー像）の転写が終了すると、転写材
は前記グリッパ７を解除すると共に、分離爪１５によっ
て転写ドラム９より分離され、搬送ベルト１６で定着器
（熱圧ローラ定着器）１７に送られる。定着器１７は転
写材上に重なっている４色の顕画像を定着する。こうし
て一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所要
のフルカラープリント画像が形成される。

【００１３】尚、露光手段は、図３に示すように、半導
体レーザー１０２、コリメータレンズ１０３、高速回転
するポリゴンミラー１０５、ｆ−θレンズ１０６から成
っており、該半導体レーザー１０２は、画像読取装置、
電子計算機等によって演算出力される時系列のデジタル
画素信号に対応して変調されたレーザビームＬを発振
し、感光ドラム３面を露光する。

【００１４】前記各現像器は帯電器４による帯電極性と
同極性に帯電したトナーを潜像の明部電位部分に付着さ
せる反転現像を行うので、レーザービームＬはドラム３
のトナーが付着されるべき領域を露光する。即ち、暗部
電位領域ではなくて明部電位領域にトナーが付着して可
視化する。

【００１５】更に詳しく説明すると、図２を参照して、
光源部である半導体レーザー素子１０２は、レーザー光
を発生するための発光信号（駆動信号）をおくる発光信
号発生器であるレーザードライバ５００に接続され、該
レーザードライバの発光信号に応じて明滅する。レーザ
ー素子１０２から放射されたレーザー光束Ｌはコリメー
タレンズ系１０３にて略平行光とされる。

【００１６】ポリゴンミラー、即ち、回転多面鏡１０５
は、矢印Ｂ方向に一定速度で回転することにより、コリ
メータレンズ系１０３から射出された平行光を矢印Ｃ方
向に走査する。回転多面鏡１０５の前方に設けたｆ−θ
レンズ群１０６（１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ）は、
該多面鏡１０５により偏向されたレーザー光束を被走査
面、即ち感光ドラム３上にスポット状に結像するととも
にその走査速度を被走査面上において等速とする。

【００１７】尚、多面鏡１０５によってビームＬがドラ
ム３上を移動する方向、即ち矢印Ｃ方向を主走査方向と
いう。主走査方向は露光部でのドラム３の移動方向と交
差する方向、好ましくは略直角な方向である。一方、露
光部でのドラム３の移動方向を副走査方向と言う。主走
査、副走査によって感光ドラム３表面はレーザービーム
によりラスター走査される。かくして感光ドラム３には
ドット状明部電位部から構成される静電潜像が形成され
る。

【００１８】次に、図４によりＰＷＭ回路を説明する。

【００１９】図４において、ＰＷＭ回路は、８ビットの
画像信号をラッチするＴＴＬラッチ回路４０１、ＴＴＬ
論理レベルを高速ＥＣＬ論理レベルに変換するレベル変
換器４０２、ＥＣＬＤ／Ａコンバータ４０３、ＰＷＭ信
号を発生するＥＣＬコンパレータ４０４、ＥＣＬ論理レ
ベルをＴＴＬ論理レベルに変換するレベル変換器４０
５、画素クロック信号ｆの２倍周波数のクロック信号２
ｆを発生するクロック発振器４０６、クロック信号２ｆ
に同期して略理想的三角波信号を発生する三角波発生器
４０７、及びクロック信号２ｆを１／２分周する１／２
分周器４０８を有する。又、回路を高速動作させるため
に、随所にＥＣＬ論理回路を配している。

【００２０】かかる構成の動作を信号波形を示す図５を
も参照して説明する。

【００２１】信号

【００２２】

【外１】はクロック信号２ｆ、信号

【００２３】

【外２】はその２倍周期の画素クロック信号ｆを示しており、図
示の如く画素番号と関係付けてある。三角波発生器４０
７内部においても、三角波信号のデューティ比を５０％
に保つため、クロック信号２ｆを一旦１／２分周してか
ら三角波信号

【００２４】

【外３】を発生させている。更に、この三角波信号

【００２５】

【外４】はＥＣＬレベル（０〜−１Ｖ）に変換されて三角波信号

【００２６】

【外５】になる。

【００２７】一方、画素信号はＯＯＨ（白）〜ＦＦＨ
（黒）まで２５６階調レベルで変化する。記号Ｈはヘキ
サ表示である。そして画像信号

【００２８】

【外６】はそれらをＤ／Ａ変換したＥＣＬ電圧レベルを示してい
る。図５では例えば第１画素は最高濃度の黒画素レベル
のＦＦＨ、第２画素は中間調レベルの８０Ｈ、第３画素
は第２画素より低濃度の中間調レベルの４０Ｈ，第４画
素は第３画素より低濃度の中間調レベル２０Ｈの各電圧
を示している。コンパレータ４０４は三角波信号

【００２９】

【外７】と画像信号

【００３０】

【外８】を比較することにより、形成すべき画素濃度に応じたパ
ルス幅を有する（図５では一例としてＴ、ｔ₂、ｔ₃、ｔ
₄の幅を有する）ＰＷＭ信号を発生する。ここでＴ＞ｔ₂
＞ｔ₃＞ｔ₄である。そしてこのＰＷＭ信号は０Ｖ又は５
ＶのＴＴＬレベルに変換されて、ＰＷＭ信号

【００３１】

【外９】（０を含む２５６種の幅を有するレーザー駆動パルス信
号）になり、レーザドライブ回路５００に入力する。

【００３２】かくして半導体レーザー１０２は、各単位
画素毎に信号

【００３３】

【外１０】の各パルス幅に対応した時間発光し、感光体３を走査露
光する。前記プリンタでは反転現像が行なわれる為、高
濃度の画素程レーザーの発光時間は長い。かくして図５
の最下段に示すように、高濃度の画素程主走査方向に長
いドット潜像（明部電位）が形成される。

【００３４】そして本発明では低濃度画像領域を構成す
る、例えば図５の画素番号４の潜像のような微小ドット
潜像も、欠損なく所要の濃度で現像可能にするものであ
る。

【００３５】図１で、本発明の一実施例に使用される現
像装置を説明する。図２の４つの現像装置１Ｍ，１Ｃ，
１Ｙ，１Ｂｋは全て同一の構成のものであり、使用する
非磁性トナーの色が異なるだけである。

【００３６】図１に於いて、２０は非磁性トナー粒子と
磁性キャリア粒子を含む２成分現像剤Ｄを収容した容器
である。トナーはキャリア粒子との摩擦で潜像の極性と
同極性に帯電する。２１はアルミニウム、ステンレス鋼
等の非磁性円筒（スリーブ）であり、矢印に示す反時計
方向に回転して、容器２０内で供給された現像剤Ｄを担
持搬送する。現像剤中のトナーは現像領域に於いて、矢
印方向（時計方向）に回転する円筒状電子写真感光体、
即ち感光ドラム３に形成されたネガ潜像（トナーの付着
すべき領域が露光された明部電位である潜像）を可視化
する。

【００３７】スリーブ２１には、電源２２により、交流
電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加され
る。

【００３８】ここでスリーブ２１に印加されるバイアス
電圧の最大値をＶ_max，最小値をＶ_minとする。また、潜
像のレーザービームで露光された部分の電位、即ち明部
電位をＶ_L，レーザービームで露光されなかった部分の
電位、即ち暗部電位をＶ_Dとする。

【００３９】潜像が負極性の場合、即ち０＞Ｖ_L＞Ｖ_Dの
場合、Ｖ_max＞Ｖ_L＞Ｖ_D＞Ｖ_minであることが好ましい。
この場合、バイアス電圧がＶ_minの位相に於いては、ト
ナーにはスリーブからドラムに向う方向の力が付与さ
れ、バイアス電圧がＶ_maxの位相に於いては、トナーに
はドラムからスリーブに向う方向の力が付与される。従
ってトナーは現像領域に於いて振動運動する。尚、潜像
を反転現像する為にトナーは負極性に摩擦帯電してい
る。

【００４０】潜像が正極性の場合、即ち０＜Ｖ_L＜Ｖ_Dの
場合、Ｖ_min＜Ｖ_L＜Ｖ_D＜Ｖ_maxであることが好ましい。
この場合、バイアス電圧がＶ_maxの位相に於いては、ト
ナーにはスリーブからドラムに向う方向の力が付与さ
れ、バイアス電圧がＶ_min位相に於いては、トナーには
ドラムからスリーブに向う方向の力が付与される。従っ
てトナーは現像領域に於いて振動運動する。尚、潜像を
反転現像する為にトナーは正極性に摩擦帯電している。

【００４１】尚、前記直流電圧をＶ_DCとすると、潜像が
正極性の場合も、負極性の場合も、Ｖ_DCはＶ_LとＶ_Dの間
の値であり、かつＶ_LよりもＶ_Dに近い値の電圧であるこ
とがカブリ、即ち暗部電位領域へのトナーの付着を防止
する上で好ましい。

【００４２】いずれにせよ、現像領域に於いて向きが交
互に変化する電界を形成することが好ましい。

【００４３】尚、振動バイアス電圧の波形としては矩形
波、サイン波等が使用できる。

【００４４】２５は、容器２０の出口に於いてスリーブ
２１と小間隙を介して対向した現像剤層厚規制ブレード
で、スリーブが現像領域に担持搬送する現像剤層の厚み
を規制する。

【００４５】非磁性スリーブ２１間にはローラ状の磁石
２３が固定配置されている。図示例では、この磁石２３
は表面に３つのＮ極Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ₃及び２つのＳ極Ｓ₁，
Ｓ₂を有している。この磁極の内、Ｎ₃極とＮ₂極は同極
性であって、両者間に反撥磁界を形成し、現像領域を通
過した現像剤をスリーブ２１から一旦離脱させるのに寄
与する。

【００４６】スリーブ２１から一旦離脱した現像剤は、
スクリュー２４により容器内の現像剤と混合攪拌され
る。攪拌された現像剤はＮ₂極の磁力によってスリーブ
２１上に吸着され、Ｓ₂極を経て現像領域に搬送され
る。

【００４７】Ｎ₁極、Ｓ₁極は互いに異極性であって、隣
り合っている。更に詳述すると、ドラム３の中心とスリ
ーブ２１の中心を結ぶ直線ｌ（この線上にドラムとスリ
ーブの最小間隙位置が存在し、そしてこの最小間隙位置
が現像領域の略中央である）の上流側にＮ₁極が、下流
側にＳ₁極が存在する。

【００４８】そしてＮ₁極は現像領域前半中に位置し、
Ｓ₁極は現像領域後半よりも更に下流側に位置してい
る。

【００４９】そして現像領域後半中に、スリーブ表面上
での、このスリーブ２１表面に対する磁力線の方向が１
５度以下となる領域が存在する。

【００５０】ここで、磁極の位置とは、その磁極のスリ
ーブ表面上での、その表面の法線方向の磁束密度

【００５１】

【外１１】［ガウス］が最大となる位置の事を言う。

【００５２】またスリーブ表面上での磁力線の方向αと
は、図６に示す如く、スリーブ表面上での、その法線方
向の磁束密度を

【００５３】

【外１２】［ガウス］、スリーブ表面上での、その接線方向の磁束
密度を

【００５４】

【外１３】［ガウス」とすると、

【００５５】

【外１４】で定義される。現像剤の磁気ブラシ、即ち穂２６は、こ
のベクトルＢの方向、即ちスリーブ表面に対して角度α
の方向に向く。

【００５６】ここで、上記磁束密度

【００５７】

【外１５】の測定方法の一例を図７、図８に示す。

【００５８】図７は現像スリーブ３表面上位置における
法線方向の磁束密度

【００５９】

【外１６】の測定方法を説明するためのもので、ベル社のガウスメ
ータモデル６４０を用いて測定した。図中、現像スリー
ブ２１は水平に固定され、現像スリーブ２１内の磁石ロ
ーラ２３は回転自在に取り付けられている。アキシャル
プローブ５１が現像スリーブ２１とはごく微小の間隙を
保って、かつ現像スリーブ２１の中心とこのプローブ５
１の中心がほぼ同一水平面にあるようにして水平に固設
され、ガウスメータ５０と接続され、現像スリーブ２１
表面上における法線方向の磁束密度を測定するものであ
る。現像スリーブ２１と磁石ローラ２３はほぼ同心円で
あり、現像スリーブ２１と磁石ローラ２３間の間隔はど
こでも等しいと考えてよい。従って、磁石ローラ２３を
回転させることにより、現像スリーブ２１上の位置にお
ける法線方向の磁束密度

【００６０】

【外１７】を周方向すべてに対して測定することができる。

【００６１】図８は現像スリーブ３表面上における接線
方向の磁束密度

【００６２】

【外１８】の測定方法を説明するためのもので、図７の場合と同様
に、現像スリーブ２１は水平に固定され、現像スリーブ
２１内の磁石ローラ２３は回転自在に取り付けられてい
る。アキシャルプローブ５１が現像スリーブ２１とはご
く微小の間隔を保ってかつ現像スリーブ２１の中心とこ
のプローブ５１の測定部中心がほぼ水平となるようにし
て鉛直に固設され、ガウスメータ５０と接続され、現像
スリーブ表面における接線方向の磁束密度を測定するも
のである。図８において説明したのと同様に、本例にお
いても磁石ローラ２３を矢印方向に回転させることによ
り、現像スリーブ表面上における接線方向の磁束密度

【００６３】

【外１９】を周方向すべてに対して測定することができる。

【００６４】次に、現像領域について詳細に説明する。

【００６５】図９は、現像領域を説明するためのもので
あり、現像スリーブ２１の回転中心ＯＡと感光ドラム１
の回転中心ＯＢとを結んだ線分ｌと現像スリーブ２１及
び感光ドラム３との交点Ａ₀及びＢ₀を結んだ線分Ａ₀
Ｂ₀は現像スリーブ２１と感光ドラム３との最近接位置
であり、現像領域の略中央である。即ち、現像スリーブ
２１上の現像領域の略中央位置がＡ₀であり、感光ドラ
ム３の現像領域の略中央位置がＢ₀である。現像スリー
ブ２１上のトナーが付着された感光ドラム３の上流側の
臨界点をＢ₁、下流側の臨界点をＢ₂とすると、円弧Ｂ₁
−Ｂ₂が感光ドラム上での現像巾Ｌである。

【００６６】この現像幅Ｌを求めるため、実際の画像形
成に使用されるバイアス電圧と同じ周波数、同じピーク
間電圧（ピーク・トゥ・ピーク電圧）を有する振動バイ
アス電圧をスリーブ２１に印加する。

【００６７】但し、測定時の振動バイアス電圧の直流電
圧成分Ｖ_DCは、それと測定時の感光ドラム３の表面電位
Ｖ_Sとの差、即ち現像コントラスト電位Ｖ_Cが、実際の画
像形成時の感光体上の画像部電位（反転現像の時は明部
電位）Ｖ_Lと振動バイアス電圧直流電圧成分Ｖ_DCAとの差
（現像コントラスト電位）に一致するように設定する。
即ち、Ｖ_C＝Ｖ_S−Ｖ_DC＝Ｖ_L−Ｖ_DCAとなるように、Ｖ_DC
を設定する。感光体の表面電位が異なっていても、現像
コントラスト電位Ｖ_Cが同一ならば、感光体に付着する
トナー量や現像領域は実質的に同じになる事は経験的に
知られている。

【００６８】そして、現像スリーブに振動バイアス電圧
を、その４〜６周期分を含む時間Ｔ_P、印加する。かく
して感光ドラム上に得られたトナーのベタ黒帯状画像
を、その画像形成装置の転写装置で転写紙に転写する。
而して転写紙に転写されたベタ黒帯状画像の幅をＬ₁を
ノギスにより測定する。（ドラム上の画像の幅と、その
画像を転写した後の画像の幅は、経験的に略同一である
と見なせる。）次に、現像巾の計算方法について説明す
ると、振動バイアス電圧印加時間Ｔ_Pの間に感光ドラム
が現像領域を移動するので、画像巾Ｌ₁は現像巾Ｌより
も長くなるので、下式により現像巾の計算を行なった。Ｌ＝Ｌ₁−（Ｔ_P ＸＶ_P）Ｌ：現像巾「ｍｍ」Ｌ₁：画像巾「ｍｍ」Ｔ_P：パルス印加時間「ｓｅｃ」Ｖ_P：感光ドラム周速「ｍｍ／ｓｅｃ」

【００６９】以上の測定を５〜６回行ない、各測定の夫
々で求めたＬを算術平均して、ドラム上画像幅Ｌを求め
ればよい。

【００７０】而して現像スリーブ３上の臨界点Ａ₁とＡ₂
間の円弧である現像スリーブ３上の現像領域の巾Ｌ′は
前記現像巾Ｌ（実測値）を等しいと仮定し、また、現像
巾Ｌの中央位置が点Ｂ₀、現像領域の巾Ｌ′の中央位置
が点Ａ₀であると仮定して現像巾Ｌの臨界点Ｂ₁、Ｂ₂及
び現像領域の巾Ｌ′の臨界点Ａ₁、Ａ₂を計算により求め
た。

【００７１】上記現像スリーブ３上の現像領域の臨界点
Ａ₁及びＡ₂と現像スリーブ３の回転中心ＯＡとを結んだ
それぞれの線分と前記線分ｌとのなす角をそれぞれＫ₁
及びＫ₂とする。ここで、現像領域とは臨界点Ａ₁、
Ａ₂、Ｂ₁、Ｂ₂で囲んだ範囲のことであり、現像スリー
ブ上に限れば点Ａ₁から点Ａ₂迄の範囲となる。

【００７２】このように規定した現像領域Ａ₁−Ａ₂を用
いて後述の表に示す結果を得た。

【００７３】次に現像領域前半とは、スリーブ、ドラム
の最近接位置Ａ₀ Ｂ₀よりも現像進行方向に関して上流
側の現像領域の事を言い、現像領域後半とは、上記位置
Ａ₀Ｂ₀よりも現像進行方向に関して下流側の現像領域の
事を言う。そして現像進行方向とはドラムの回転方向、
即ち像担持体の移動方向の事を言う。従って、ドラムと
スリーブが対向部で同方向に移動する前述の例では、現
像進行方向とはスリーブの回転方向と一致するし、ダラ
ムとスリーブが対向部で逆方向に移動するものでは現像
進行方向とはスリーブの回転方向と逆方向になる。

【００７４】また、上流、下流という用語は現像進行方
向に関して用いられるものとする。

【００７５】さて、図１ａ角度θ₁は図９の角度Ｋ₁以下
であって０度よりも大であり、角度θ₂は角度Ｋ₂より大
である。また角度θ₁よりも角度θ₂が大である。（尚、
角度θ₁は磁極Ｎ₁位置とスリーブ中心Ｏを結ぶ直線と直
線ｌとのなす角度、角度θ₂は磁極Ｓ₁位置とスリーブ中
心Ｏを結ぶ直線と直線ｌとのなす角度、角度Ｋ₁は直線
Ａ₁０とＡ₀０のなす角度、角度Ｋ₂は直線Ａ₂０とＡ₀０
のなす角度である。尚、前述の現像領域の定義によれば
角度Ｋ₁とＫ₂は等しいが、これは現実に観察される現象
に近似している。）。

【００７６】いずれにせよ、図１のＮ₁極は現像領域の
前半中に位置している。従って、磁極Ｎ₁のスリーブ表
面法線方向磁力成分によって密度が疎の状態でスリーブ
表面に起立した磁気ブラシ、即ち現像剤の穂が、現像領
域前半に於いて、ドラム３に接触する。これによって現
像領域前半では高効率に現像が行なわれる。

【００７７】一方、Ｓ₁極は現像領域後半よりも更に下
流側にある。そして現像領域後半中にはスリーブ表面に
対する磁力線の方向が１５度以下となる領域が存在す
る。この角度以下であると磁気ブラシ、即ち現像剤の穂
は密な状態で、スリーブ表面に略沿った状態に、寝る、
或いは倒れた状態となる。これによって現像領域後半で
は、現像領域前半で形成された現像画像の修理が行なわ
れる。

【００７８】以上を図１０を参照して説明する。

【００７９】図１０は現像領域で生じている現像剤の挙
動の模式図で、（Ａ）が現像領域前半、（Ｂ）が同後半
を示す。両図に於いて、Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃は低濃度画像領
域を構成する微小ドット潜像を示す。

【００８０】図１０（Ａ）に於いて、磁性キャリア粒子
Ｃの磁気ブラシ（穂）は、スリーブ２１表面上に起立し
てドラム３に接触している。

【００８１】前述した振動電界が形成されると、キャリ
ア粒子の穂に付着していたトナーＴ₁はこの穂から離脱
して振動運動し、またスリーブ２１の表面に付着してい
たトナーｔ₂はこのスリーブ表面から離脱して、振動運
動する。この振動運動するトナーを模式的にＴで示す。

【００８２】而して上記潜像Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃は如上の振
動運動するトナーＴによって現像される。

【００８３】ここで、前記現像剤の穂の密度は疎である
為、潜像は穂から離脱してドラムに飛翔したトナーのみ
ならず、スリーブ表面から離脱してドラムに飛翔したト
ナーによっても現像される。潜像Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃に付着
したトナーをｔ₃で示す。

【００８４】このように、現像領域前半では、スリーブ
表面に疎の状態で起立した現像剤のブラシをドラムに接
触させ、振動電界下で潜像を現像する為、現像剤の穂に
付着していたトナーもスリーブ表面に付着していたトナ
ーも、ともに潜像の現像に消費される。従って現像効率
が高く、高濃度画像領域には十分な量のトナーが付着で
きることは言うまでもなく、低濃度画像領域を構成する
極く微小のドット潜像の各々にも十分な量のトナーを付
着させることができる。

【００８５】しかし、前記の如く、現像領域前半では磁
気ブラシがドラムに接触する為、ドット像の一部（図で
はＩ₂）ではトナーが付与できず、或いは掻き取られる
等して、トナー欠損が生ずる。低濃度領域を構成するド
ット潜像は極く微小であるので、このようなトナー欠損
は非常に目立ち、低濃度領域の再現性を低下させる。

【００８６】また、低濃度領域と高濃度領域の中間であ
る中間調領域を構成するドット潜像も相対的に小さく、
前記と同様にこの相対的小ドット潜像にトナー欠損が生
ずるとこれも目立ち、画像にガサツキを生じさせる。

【００８７】そこで、このような欠陥ドット画像を修理
する為に図１０（Ｂ）に示す工程を与える。

【００８８】図１０（Ｂ）に示す現像領域後半に於いて
は、キャリア粒子Ｃの磁気ブラシ（穂）はスリーブ２１
表面に略沿ったように寝た状態となり、緻密となる。従
って振動電界が形成されても、スリーブ２１の表面に保
持されたトナーＴ₂はドラム３に到達できないか、到達
できてもその量は図１０（Ａ）に比べて少ない。従っ
て、図１０（Ｂ）では現像効率が低いことになるが、図
１０（Ａ）で生ずるような穂の存在する所としない所と
の間の現像性の差は、図１０（Ｂ）では減少する。

【００８９】而して、上記スリーブ２１表面に略沿って
寝た状態の穂の、ドラム３に対向する側に付着したトナ
ーＴ′₁は振動電界により振動運動する。しかも、スリ
ーブ２１表面よりも、ドラムにより近い位置で振動運動
できる。而して、前記微小ドット潜像Ｉ₂に対向する部
分だけでなく、その周辺のトナーＴ′₁も、振動中、矢
印に示す如く、微小ドット潜像Ｉ₂に向って寄り集まっ
て行き、潜像Ｉ₂にこれらのトナーが付着する。かくし
てトナー欠損を生じていた微小像にも十分なトナーが付
着することになる。

【００９０】このようにして極く微小なドット像で構成
される低濃度画像領域の再現性が向上し、それより若干
大きいドット像で構成される中間調画像領域のガサツキ
も消去する。

【００９１】尚、現像領域前半で潜像に過剰付着したト
ナーや、背景領域に付着したカブリトナーも、現像領域
後半の振動電界でドラムから除去される。

【００９２】尚、図１０（Ａ）の如く、現像領域前半に
於いてスリーブ表面に起立してドラムに接触していた磁
気ブラシも、図１０（Ｂ）に示す現像領域後半のドット
画像修理工程ではスリーブ表面に程沿った状態に倒れて
いるので、ドラムには接触しないか、接触しても弱く接
触するだけであるので、ドット潜像からトナーは掻き取
らないか、掻き取ってもごくわずかでしかない。

【００９３】而して、図１０（Ｂ）の現像領域後半に於
いて、現像剤の穂をドラムに非接触とした場合は、現像
剤の穂で画像を乱すことは全くないため、画像のガサツ
キがなく、ハイライト部の再現が極めて良好になり、緻
密で高画質な画像が得られる。一方現像剤の穂をドラム
に弱く接触させた場合は、前者と同様に緻密で高画質な
画像が得られるが、前者よりも細線をやや細く再現し、
ハイライトのドットがやや細く再現されており、さらに
地カブリおよび画像のトビチリも若干良好のようであっ
た。これは穂によるスキャベジング効果により、画像周
辺のトナーを剥ぎ取ったものと思われる。

【００９４】ところで、現像領域後半に於いて、スリー
ブ表面に対する磁力線の角度が１５度以内の領域が存在
すれば、微小ドット潜像も良好に現像されて良質のトナ
ー像が得られることは、後述の実施例からも明らかにさ
れるが、現像領域の後半に於いて、スリーブ表面に対す
る磁力線の角度が零度となる領域が存在することが特に
好ましい。このような一例を図１１に示す。

【００９５】図１１（Ａ）は、スリーブ表面での法線方
向の磁束密度

【００９６】

【外２０】と、接線方向の磁束密度

【００９７】

【外２１】の分布を示し、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の

【００９８】

【外２２】に対応する前記磁力線の角度αを示す。

【００９９】図１１（Ｂ）に示す例では、現像領域後半
で、角度αが零度となる部分が存在する。角度αが零度
となる部分では現像剤の穂がスリーブ表面と平行とな
り、最も緻密となる。従って、微小ドット像再現性がよ
り向上して低濃度領域、中間調領域の画質がより優れ、
木目の細かい画像を得ることができる。

【０１００】次に数値例につき説明する。以下に示す実
施例、比較例では、感光ドラムの暗部電位（背景部電
位）を−７００Ｖ、明部電位（可視部電位）を−２００
Ｖとした。スリーブに印加する振動バイアス電圧は、周
波数が２ＫＨｚ、ピーク間電圧Ｖ_PPが２ＫＶの交流電圧
に、直流電圧−５５０Ｖを重畳したものである。感光ド
ラムの外径は８０ｍｍ，周速は１６０ｍｍ／ｓｅｃ，現
像スリーブの外径は３２ｍｍ，周速は２８０ｍｍ／ｓｅ
ｃとした。感光ドラムとスリーブの最近接距離は０．５
ｍｍとした。スリーブと現像剤層厚規制ブレードの間隙
は、実施例１，３，５，７，９，１１、比較例１〜７が
０．８ｍｍ、実施例２，６，８が０．７ｍｍ、実施例
４，１０，１２が０．６ｍｍである。

【０１０１】トナーは着色剤を含有した負帯電樹脂トナ
ーで体積平均粒径８μｍのものを使用し、キャリア粒子
はフェライト粒子に極く薄い樹脂コーティングを施した
重量平均粒径４５μｍのものを使用した。

【０１０２】スリーブ内に固定する磁石は、表１に示す
Ａ〜Ｆの６つのものを使用した。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】各実施例、比較例のθ₁（度）、θ
₂（度）、Ｋ₁（度）、Ｋ₂（度）、α（度）を表２に示
す。尚、表２に「接」とあるのは現像剤磁気ブラシが感
光体に接触している事を「非接」とあるのは非接触であ
る事を示す。

【０１０５】

【表２】

【０１０６】実施例１〜１２、比較例１〜７による現像
画像の画質の評価結果を表３に示す。表３で、◎は非常
に良い事を、〇は良い事を、△はやや不良を、×は不良
を示す。Ｄｍａｘは最高濃度部の反射濃度を示す。

【０１０７】

【表３】

【０１０８】実施例１〜８では、ハイライト部（低濃度
部）の再現性が非常に良好で、ハーフトーン部（中間調
部）にガサツキはほとんど生じておらず、高い画像濃度
も得られ、木目の細かい現像画像が得られた。

【０１０９】実施例９〜１２では、ハイライト部の再現
性が良好で、ハーフトーン部にも実害となる程のガサツ
キは生じておらず、画像濃度も高く、十分実用に耐える
現像画像が得られた。

【０１１０】以上の実施例１〜１２から判るように、第
１磁極位置は像担持体と現像剤担持体の最近接位置より
も上流側あって、かつ現像領域前半中にあり、第１磁極
とは異極性の第２磁極は現像領域よりも下流側にあり、
現像領域後半中には現像剤担持体表面に対する磁力線の
角度が１５度以下となる領域が存在し、少なくとも現像
領域前半中で現像剤の穂を像担持体に接触させるように
すること、或いは、像担持体と現像剤担持体との最近接
位置を間にして互いに隣り合った第１と第１磁極とは異
極性の第２の磁極を持ち、第１磁極は上記最近接位置よ
りも上流側に位置し、上記第１磁極位置と上記最近接位
置間の距離は上記第２磁極位置と上記最近接位置間の距
離よりも短かくて、現像領域前半中で、現像剤の穂に付
着したトナーとともに現像剤担持体表面に付着したトナ
ーも潜像の現像に消費できように、現像剤の穂を立たせ
て像担持体に接触させ、現像領域後半には磁力線の角度
が１５度以下となる領域が存在することで、良質の現像
画像が得られることが判る。

【０１１１】そして、実施例１〜８から判るように、現
像領域後半中には現像剤担持体表面に対する磁力線の角
度が０度となる領域が存在することが好ましい。

【０１１２】また、前記第１磁極位置と第２磁極位置の
磁極間角度は５０度以下であることも好ましい条件であ
ることも判る。これは、現像剤の穂がスリーブ表面に立
っている状態から寝る状態への変化率が大きい為である
と思われる。

【０１１３】これに対して、比較例１，４は、第１磁極
がスリーブとドラムの最近接位置、即ち現像領域の中央
に位置している、従来最も一般的な磁極配置をしている
もので、ハイライト部の再現性に劣り、ハーフトーン部
にガサツキが生じた。

【０１１４】比較例２では、現像領域後半に磁力線の角
度（現像剤の穂の角度）が０度となる部分が存在する。
しかし、第１、第２磁極とも現像領域外に位置し、現像
剤層は現像領域の前半、後半のいずれにも非接触であ
る。このようなものではハイライト部の再現性は非常に
良好で、ハーフトーン部にも殆どガサツキは見られない
が、現像効率が劣り、画像濃度が低く、ベタ黒部にカス
レが生じていた。

【０１１５】比較例３では、現像剤の磁気ブラシは現像
領域前半では感光体に非接触であり、後半で接触してい
る。これではハーフトーン部にガサツキが目立ち、ハイ
ライト部の再現性が劣り、画像濃度もやや低い。

【０１１６】比較例５，６，７では、第１磁極は現像領
域前半内に位置し、第２磁極は現像領域後半よりも下流
にあり、θ₁＜θ₂であり、現像領域前半に於いて現像剤
の磁気ブラシが感光体に接触している。そして現像領域
後半では、磁気ブラシは現像領域前半でよりも、よりス
リーブ表面に沿う方向に寝ているが、現像領域後半中に
角度αが１５度以下となる部分が存在していない。而し
てこれらではハイライト部の再現性がやや劣り、ハーフ
トーン部にも無視できないガサツキが生じており、緻密
な画質ではなかった。

【０１１７】次に、キャリア粒子が感光体に付着残留し
て現像領域外に持ち出される現象、所謂キャリア付着の
発生とキャリア粒子の飽和磁化（ｅｍｕ／ｇ）の関係に
ついて調べた処、表４に示す結果が得られた。表４で、
◎はキャリア付着がほとんど認められなかったこと、〇
はキャリア付着があっても、無視できる程度であったこ
と、△はキャリア付着が目立つこと、×はキャリア付着
が顕著に目立つことを示す。

【０１１８】

【表４】

【０１１９】表４の結果から、キャリア粒子としては飽
和磁化が４０ｅｍｕ／ｇ以上あれば、キャリア付着は実
害ない程度に抑制されると考えられる。

【０１２０】次に、絶縁性非磁性トナーとしては、高解
像性の現像画像を得られる点で、体積平均粒径が４μｍ
以上、１０μｍ以下のものを使用することが好ましい。

【０１２１】体積平均粒径は１００μｍのアパーチャー
を使用しコールターカウンタＴＡ−ＩＩを使用して測定
した。

【０１２２】即ち、測定装置としてはコールターカウン
ターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均
分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科
機製）及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン
製）を接続し電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％
ＮａＣｌ水溶液を調製する。

【０１２３】測定法としては前記電解水溶液１００〜１
５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアル
キルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さら
に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。

【０１２４】試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約
１〜３分間分散処理を行ない、前記コールターカウンタ
ーＴＡ−ＩＩ型により、アパチヤーとして１００μｍア
パチヤーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定
して体積平均分布を求める。

【０１２５】これら求めた体積平均分布より、体積平均
粒径を得る。

【０１２６】このようなトナーとよく混合でき、トナー
を良好に摩擦帯電できるという点で、磁極キャリアとし
ては重量平均粒径が３０〜８０μｍ、更に好ましくは４
０〜７０μｍのものが使用される。またキャリアの抵抗
値としては１０⁷〜１０¹²Ω・ｃｍのものが好ましい。
そして磁性体、例えばフェライトに薄い樹脂コーティン
グを施したキャリア粒子が良好である。

【０１２７】尚、キャリアの重量平均粒径は以下の通り
にして測定できる。

【０１２８】即ち、まず以下の手順でキャリアの粒度分
布を測定する。１．試料約１００ｇを０．１ｇの桁まで
計りとる。２．篩は、１００メッシュから４００メッシ
ュの標準篩（以下篩という）を用い、上から１００，１
４５，２００，２５０，３５０，４００の大きい順に積
み重ね底には受け皿を置き、試料は一番上の篩に入れて
ふたをする。３．これを振動機によって水平旋回数毎分
２８５±６回、衝動回数毎分１５０±１０回で１５分間
ふるう。４．ふるった後、各篩及び受け皿内の鉄粉を
０．１ｇの桁まで計り取る。５．重量百分率で小数第２
位まで算出し、ＪＩＳ−Ｚ８４０１によって小数第１位
まで丸める。

【０１２９】ただし、篩の枠の寸法は篩面から上の内径
が２００ｍｍ、上面から篩面までの深さが４５ｍｍであ
ること。

【０１３０】各部のキャリア粒子の重量の総和は、始め
取った試料の質量の９９％以下であってはならないこ
と。

【０１３１】又、平均粒径は上述の粒度分布測定値よ
り、下式に従って求める。

【０１３２】

【外２３】

【０１３３】キャリアの５００メッシュ以下の量は５０
ｇ入り試料量を５００メッシュ標準篩上に乗せて下から
吸引して重量減少から算出する。

【０１３４】磁性キャリア粒子の抵抗値の測定は測定電
極面積４ｃｍ²、電極間間隙０．４ｃｍのサンドイッチ
タイプのセルを用い、片方の電極に１Ｋｇ重量の加圧下
で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回
路に流れた電流から磁性粒子の抵抗値を測定した値であ
る。

【０１３５】尚、現像領域前半で、スリーブ上に立って
いる磁気ブラシに付着しているトナーも、スリーブ表面
に付着しているトナーも感光体に飛翔、付着させる、即
ち現像に消費するには、現像領域でのキャリア粒子の体
積比率、即ち現像領域空間でのキャリア粒子の占める体
積割合が５〜３０％であることが好ましい。

【０１３６】ここで、上記体積比率は、（Ｍ／ｈ）×
（１／ρ）×［Ｃ／（Ｔ＋Ｃ）］で定義される。

【０１３７】但し、Ｍはスリーブの単位面積当りの現像
剤量（非穂立状態での）（ｇ／ｃｍ²）、ｈは現像領域
空間の高さ、ρは磁性キャリア粒子の真密度（ｇ／ｃｍ
³）、Ｃ／（Ｔ＋Ｃ）はスリーブ上の現像剤中のキャリ
ア粒子の重量割合である。

【０１３８】上記体積比率が５％より小の場合、画像濃
度が低く、高濃度部にスジムラが生じやすい。一方、３
０％より大であると現像領域に現像剤が滞留する傾向が
生じて来て、画像ムラが派生しやすくなる。

【０１３９】前述の体積比率は、スリーブと現像剤層厚
規制ブレード間の間隙、スリーブと感光体間の間隙、現
像剤のトナー濃度等を相関的に設定することで所要の値
に設定できる。

【０１４０】但し、スリーブと感光体間の最小間隙は振
動電界の効果を活用できる点で０．３〜１．０ｍｍが好
ましい。０．３ｍｍよりも小であると、前述の体積比率
を得られるような薄さの現像剤層を形成することが困難
である。１．０ｍｍよりも大であると、画質が低下す
る。

【０１４１】スリーブと現像剤層厚規制ブレードとの間
隙は、現像剤詰まりが発生しないように０．２ｍｍ以上
であることが好ましく、また層厚を安定化させる為には
１．５ｍｍ以下であることが好ましい。ブレードで規制
される現像剤の層厚は、ブレードで現像剤層を形成した
後、第１、第２磁極を除去した場合に、その現像剤層の
厚みがスリーブ、感光体間の最小間隙よりも薄くなるよ
うな層厚であることが好ましい。

【０１４２】また、振動バイアス電圧の周波数として
は、カブリを抑制する観点から３００Ｈｚ以上が好まし
く、中間調の再現やハイライト部の再現性を確保する観
点から８ＫＨｚ以下であることが好ましい。

【０１４３】また、振動バイアス電圧のピーク間電圧値
Ｖ_PPは、低濃度、低コントラスト、高濃度部のガサツキ
を防止する観点から３００Ｖ以上が好ましく、またスリ
ーブ、感光体でのリークを防止し、ハイライト部再現性
を確保する観点から３００Ｖ以下が好ましい。

【０１４４】また、第１、第２磁極のスリーブ表面上で
の法線方向磁束密度

【０１４５】

【外２４】は、感光体へのキャリア付着防止の観点からは５００ガ
ウス以上であることが好ましく、磁気ブラシが強くドラ
ムに当ってトナーによる粘着性のカブリが生ずるのを防
止する観点からは２０００ガウス以下であることが好ま
しい。

【０１４６】尚、スリーブの回転方向は、現像領域に於
いて感光体の回転方向と逆方向となるようにしてもよ
い。

【０１４７】また、前記実施例では第１磁極をＮ極、第
２磁極をＳ極としたが、第１磁極をＳ極、第２磁極をＮ
極としてもよいことは言うまでもない。

【０１４８】また、本発明はハイライト部（低濃度部）
や中間調部を、ＰＷＭ法によらず、ディザ法で表現する
画像形成装置にも適用できる。

【０１４９】そしてレーザービームによって潜像を形成
するもののみならず、被記録画像信号でＬＥＤアレイを
点滅させて電子写真感光体にドット潜像を形成したり、
被記録画像信号によりイオン流を変調して誘電体上にド
ット潜像を形成したりする画像形成装置にも適用でき
る。

【０１５０】

【発明の効果】本発明によれば、微小ドット潜像も再現
性よく現像でき、中間調領域もガサツキなく再現でき、
高濃度部も良好に現像できて、ドットで構成される静電
潜像から木目の細かい緻密な現像画像を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図。

【図２】本発明が適用できる画像形成装置の説明図。

【図３】図２の装置の露光系の説明図。

【図４】ＰＷＭ制御系の説明図。

【図５】ＰＷＭ信号処理波形の説明図。

【図６】磁力線角度の説明図。

【図７】法線方向磁束密度測定法の説明図。

【図８】接線方向磁束密度測定法の説明図。

【図９】現像領域の説明図。

【図１０】本発明の実施例での現像剤の挙動の説明図。

【図１１】磁束密度と磁力線角度の説明図。

【符号の説明】

３電子写真感光ドラム２１現像スリーブ２２振動バイアス電源２３磁石１０２半導体レーザー５００レーザー駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、被記録画像信号に応じて上
記像担持体にドット潜像を形成する静電潜像形成手段
と、磁性キャリア粒子及びトナーを含む現像剤を用いて
上記ドット潜像を現像する現像手段であって、現像剤を
担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、この現像
剤担持体内に固定配置された磁石と、上記現像剤担持体
に振動バイアス電圧を印加する振動バイアス電圧印加手
段とを有する現像手段と、を備えた画像形成装置に於い
て、上記磁石は互いに異極性であり、かつ隣り合った第
１と第２の磁極を持ち、第１磁極位置は像担持体と現像
剤担持体の最近接位置よりも上流側であって、かつ現像
領域前半中にあり、第２極性は現像領域よりも下流側に
あり、現像領域後半中には現像剤担持体表面に対する磁
力線の角度が１５度以下となる領域が存在し、少なくと
も現像領域前半中で現像剤の穂を像担持体に接触させ
る、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】現像領域後半中には現像剤担持体表面に
対する磁力線の角度が０度となる領域が存在する請求項
１に記載の画像形成装置。
【請求項３】第２磁極位置と前記最近位置間の距離は
第１磁極位置と前記最近接位置間の距離よりも大である
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記第１磁極位置と第２磁極位置の磁極
間角度は５０度以下である請求項１，２，３のいずれか
に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記現像領域前半の現像剤の穂が像担持
体に接触している部分では、現像剤の穂に付着している
トナー、及び現像剤担持体表面に付着しているトナーが
潜像の現像に消費される請求項１乃至４のいずれかに記
載の画像形成装置。
【請求項６】電子写真感光体と、被記録画像信号に応
じて光を点滅させて上記電子写真感光体に照射し、潜像
を形成する静電潜像形成手段と、磁性キャリア粒子及び
トナーを含む現像剤を用いて上記潜像を現像する現像手
段であって、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像
剤担持体と、この現像剤担持部材間に固定配置された磁
石と、上記現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加する
振動バイアス電圧印加手段とを有する現像手段と、を備
えた画像形成装置に於いて、上記磁石は互いに異極性で
あり、かつ像担持体と現像剤担持体との最近接位置を間
にして互いに隣り合った第１と第２の磁極を持ち、第１
磁極は上記最近接位置よりも上流側に位置し、上記第１
磁極位置と上記最近接位置間の距離は上記第２磁極位置
と上記最近接位置間の距離よりも短かくて、現像領域前
半中で、現像剤の穂に付着したトナーとともに現像剤担
持体表面に付着したトナーも潜像の現像に消費できるよ
うに、現像剤の穂を立たせて像担持体に接触させ、現像
領域後半には磁力線の角度が１５度以下となる領域が存
在する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】現像領域後半中には現像剤担持体表面に
対する磁力線の角度が０度となる領域が存在する請求項
６に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記第２磁極の位置は現像領域よりも下
流である請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記第１磁極と第２磁極の磁極間角度は
５０度以下である請求項６，７，８のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項１０】前記静電潜像形成手段はネガ潜像を形
成し、前記現像手段はネガ潜像を反転現像する請求項６
乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記静電潜像形成手段は、レーザー
と、レーザーからの光束を電子写真感光体上に走査する
走査手段と、レーザー駆動パルス幅を被記録画像の濃度
に対応して制御するパルス幅変調手段とを有している請
求項１０に記載の画像形成装置。