(57)【要約】【課題】内部に磁石を有する現像剤担持体を像担持体に対向配置し、二成分現像剤による磁気ブラシを形成しつつ流動させる過程で磁性キャリアから離脱した遊離トナーを前記像担持体上の潜像に付着させて現像する現像方法において、現像効率を高め、高品位の画像を得ること。【解決手段】現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が下式（１式）を満足する領域に磁性キャリアの集合した穂が立ち上がる部分が少なくとも１ヶ所以上存在するようにした。Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜　　　　…（１式）ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴＡ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像スリーブ１１１ｃの直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像スリーブ１１１ｃの線速（ｍ／ｓｅｃ）【選択図】図１
2004109701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法が、現像領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成する現像方法であって、
像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域に磁性キャリアの集合した穂が立ち上がる部分が少なくとも１ヶ所以上存在することを特徴とする現像方法。
【請求項２】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法が、現像領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成する現像方法であって、
像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域に磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、そして穂が寝る連続部分が少なくとも１ヶ所以上存在することを特徴とする現像方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像剤担持体上で磁性キャリアが集合した穂が立ち上がるときに、現像領域内の磁石により、磁気ブラシの先端が現像剤担持体上の磁性キャリアの集合した現像剤層から分離した状態であることを特徴とする現像方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像剤担持体上で磁性キャリアが集合した穂が寝るときに、現像領域内の磁石により、磁気ブラシの先端が現像剤担持体上の磁性キャリアの集合した現像剤層と一緒になった状態であることを特徴とする現像方法。
【請求項５】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアから、トナーを像担持体に散布して現像することを特徴とする現像方法。
【請求項６】
請求項５に記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像領域内で形成される磁気ブラシを像担持体に接触させて、磁性キャリア表面からトナーを離脱させ、この離脱させた遊離トナーを像担持体へ散布させ、現像することを特徴とする現像方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像領域内で形成される磁気ブラシを像担持体に接触させて、既に現像されているトナーを像担持体から離脱させることを特徴とする現像方法。
【請求項８】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域内で、トナーを表面に有する磁性キャリアにより形成される磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて、トナーを現像させることを特徴とする現像方法。
【請求項９】
請求項８に記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像領域内で、磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて、既に現像されたトナーを像担持体から離脱させることを特徴とする現像方法。
【請求項１０】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成し、磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、そして穂が寝る間にトナーを離脱させて現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に接触させて離脱させる遊離トナーを像担持体へ散布して現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて現像することを特徴とする現像方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像領域で形成される磁気ブラシを像担持体に接触させて、像担持体からトナーを離脱させ、かつ、磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて、既に現像されたトナーを像担持体から離脱させることを特徴とする現像方法。
【請求項１２】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成し、磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、さらに寝る間にトナーを離脱させて現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に近接させて現像することを特徴とする現像方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像剤担持体上に形成される磁性ブラシが、像担持体に非接触状態で現像することを特徴とする現像方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れかに記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像剤担持体（Ｖｓ）と像担持体（Ｖｐ）との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は、０．９＜Ｖｓ／Ｖｐ＜４の範囲にあることを特徴とする現像方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れかに記載の現像方法において、
前記現像方法は、前記像担持体と前記現像剤担持体間に印加する電界で現像するのであり、この電界が交番電界であることを特徴とする現像方法。
【請求項１６】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体を備え、この現像剤担持体がトナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持して、現像領域に搬送し、現像剤担持体と像担持体の間に電界を印加し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像装置において、
前記現像装置は、請求項１乃至１５の何れかに記載の現像方法により現像することを特徴とする現像装置。
【請求項１７】
光導電性を有し、表面に潜像を形成する像担持体と、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に対向して配置され、表面にトナーとトナーを保持する磁性キャリアを収納し、像担持体表面にトナー像を形成する現像装置と、像担持体表面に形成されるトナー像を記録部材に転写する転写装置とを有する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１６に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【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、ファクシミリ等の静電画像形成プロセスに適用可能な現像方法、現像装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（ａ）現在、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、光導電性を有する感光層を表面に設けた像担持体（以下、「感光体」と記す。）上に静電潜像（以下、「潜像」と記す。）を形成し、この潜像を、現像剤を収納した現像装置を用いて可視像化し、この可視像をシート状の記録媒体に転写して最終画像を得ている。
【０００３】
現像装置に収納される現像剤は、主にトナーと磁性キャリアによって構成される二成分現像剤（以下、単に「現像剤」と記す。）が、カラー化が容易なことから広く用いられている。現像剤は、現像装置内の攪拌・混合により摩擦帯電される。この摩擦帯電された静電電荷によってトナーが磁性キャリア表面に静電的に付着する。トナーが付着した磁性キャリアは、内部に磁石を有する筒状の現像剤担持体（以下、「現像スリーブ」と記す。）表面に磁力で引き付けられて担持され、回転する現像スリーブ上を現像領域に向けて搬送させられる。
【０００４】
現像スリーブの感光体に対向する対向領域のうち、最も現像スリーブが感光体に接近している最接近位置における現像スリーブの内部には、現像のための磁石（以下、「第１の磁石」と記す。）が配置されている。
【０００５】
現像スリーブ上を搬送される現像剤が、この第１の磁石に近づくにつれて、第１の磁石の磁力線に沿って、現像剤中の多数の磁性キャリアが集合して穂又はチェーンを形成する。この多数の穂が、まるでブラシのように見えることから磁気ブラシと、一般に呼称され、この磁気ブラシの状態を利用する現像方式を磁気ブラシ現像と呼称されている。
【０００６】
この磁気ブラシ現像では、現像領域で磁気ブラシが感光体に接触しており、誘電体である磁性キャリアが、感光体と現像スリーブ間の電界強度を高めることで、磁気ブラシの穂の先端部を構成している磁性キャリアの表面から潜像（感光体表面）へとトナーが直に移ることで、現像がなされると考えられている。
【０００７】
この考えによれば、従来の磁気ブラシ現像では、現像スリーブの表面の内、最接近位置を中心として限られた領域で、磁性キャリアが集合した穂によって形成される磁気ブラシから潜像に移行するトナーしか現像に寄与せず、磁気ブラシがない部分、磁気ブラシが潜像に非接触の部位では、磁気ブラシ先端部から直に潜像へトナーが移行することによる現像は起こり得ない。
【０００８】
つまり、トナー現像できる部位は磁気ブラシの先端部が感光体に接触している限られた領域であり、そのため、現像されるトナーを多くすることは、この限られた領域という条件以外の他の条件を調整する下では非常に困難であった。
【０００９】
（ｂ）この限られた領域の中で、高濃度の画像を得る現像方法として、二成分現像剤を用いて、磁性粒子の穂に担持されたトナー粒子と現像剤担持体上に担持されたトナー粒子とを交番電界により現像する現像方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
上記開示の現像方法では、現像領域は磁性粒子が摺擦している領域であって、この領域にある磁性粒子の穂に保持されたトナー粒子と現像剤担持体上のトナー粒子だけでは十分な高濃度の画像を得ることが困難である。また、磁性粒子の穂が少ないため電極効果によりソリッド部のベタ埋まりの良い滑らかな高品位の画像を得るのは困難である。
【００１１】
（ｃ）別の現像方法として、潜像担持体と近接する現像領域が二つの磁極間に挟まれるように該二つの磁極を配置し、現像剤の層厚よりも現像スリーブと潜像担持体の間隙が大きくなるように設定し、上記現像剤をジャンピングさせることにより現像を行なう非接触極間現像方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
この現像方法においては、ハイライト部の再現性を極めて良好にすることが可能であり、ハーフトーン部においても細密な画像が得られるが、現像効率が劣り、ベタ黒画像の濃度が不十分となったり、「かすれ」を生じる場合があった。
【００１３】
以上にみたように、従来の現像方法では、現像効率や、ベタ黒画像の画像濃度に関してさらなる品質の改善の必要がある。
【００１４】
（ｄ）本発明者等は、非公知であるが、新しい現像方法として、「内部に磁石を有する現像剤担持体を像担持体に対向して配置し、この現像剤担持体表面にトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を層状に担持させて、前記現像剤担持体と前記磁石間に速度差を与えることにより前記二成分現像剤層を前記像担持体との少なくとも対向領域で磁気ブラシを形成しつつ流動させ、この流動の過程で磁性キャリアから離脱した遊離トナーを前記像担持体上の潜像に付着させて現像に供する現像方法」を提案し、出願している。
【００１５】
上記提案技術にかかる現像方法では遊離トナーで現像することから、後述するように現像が行なわれる領域が上記（ａ）の所謂磁気ブラシ現像法のように磁性キャリアが像担持体に直接接している領域のみ行なう現像よりも、現像に寄与する遊離トナーが存在するため、現像領域が広がり、現像される量が増して現像効率が向上し、ソリッド部のベタ濃度の高い画像を得られることがわかった。
【特許文献１】
特許第２６６８７８１号公報
【特許文献２】
特開平５−３０３２８４号公報（［０００８］〜［０００９］）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記（ｄ）の現像方法を基礎として、像担持体と現像剤担持体とが対向する位置全てを現像に寄与させることで、トナーにより現像される領域を多くし、ソリッド部における画像濃度が高く、かつ、ベタ黒画像の画像濃度も高い高品位の画像を得ることができる現像方法、現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）．像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法が、現像領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成する現像方法であって、
像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域に磁性キャリアの集合した穂が立ち上がる部分が少なくとも１ヶ所以上存在することとした（請求項１）。
（２）．像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法が、現像領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成する現像方法であって、
像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域に磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、そして穂が寝る連続部分が少なくとも１ヶ所以上存在することとした（請求項２）。
（３）．（１）又は（２）に記載の現像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体上で磁性キャリアが集合した穂が立ち上がるときに、現像領域内の磁石により、磁気ブラシの先端が現像剤担持体上の磁性キャリアの集合した現像剤層から分離した状態であることとした（請求項３）。
（４）．（１）乃至（３）の何れかに記載の現像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体上で磁性キャリアが集合した穂が寝るときに、現像領域内の磁石により、磁気ブラシの先端が現像剤担持体上の磁性キャリアの集合した現像剤層と一緒になった状態であることとした（請求項４）。
（５）．像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域内で、表面にトナーを有する磁性キャリアから、トナーを像担持体に散布して現像することとした（請求項５）。
（６）．（５）に記載の現像方法において、
前記現像方法は、現像領域内で形成される磁気ブラシを像担持体に接触させて、磁性キャリア表面からトナーを離脱させ、この離脱させた遊離トナーを像担持体へ散布させ、現像することとした（請求項６）。
（７）．（５）又は（６）に記載の現像方法において、前記現像方法は、現像領域内で形成される磁気ブラシを像担持体に接触させて、既に現像されているトナーを像担持体から離脱させることとした（請求項７）。
（８）．像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域内で、トナーを表面に有する磁性キャリアにより形成される磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて、トナーを現像させることとした（請求項８）。
（９）．（８）に記載の現像方法において、前記現像方法は、現像領域内で、磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて、既に現像されたトナーを像担持体から離脱させることとした（請求項９）。
（１０）．像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成し、磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、そして穂が寝る間にトナーを離脱させて現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に接触させて離脱させる遊離トナーを像担持体へ散布して現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて現像することとした（請求項１０）。
（１１）．（１０）に記載の現像方法において、前記現像方法は、現像領域で形成される磁気ブラシを像担持体に接触させて、像担持体からトナーを離脱させ、かつ、磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて、既に現像されたトナーを像担持体から離脱させることとした（請求項１１）。
（１２）．像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持し、像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像方法において、
前記現像方法は、像担持体と現像剤担持体との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）
となる領域で、表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成し、磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、さらに寝る間にトナーを離脱させて現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に近接させて現像することとした（請求項１２）。
（１３）．（１２）に記載の現像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体上に形成される磁性ブラシが、像担持体に非接触状態で現像することとした（請求項１３）。
（１４）．（１）乃至（１３）の何れかに記載の現像方法において、前記現像方法は、現像剤担持体（Ｖｓ）と像担持体（Ｖｐ）との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は、０．９＜Ｖｓ／Ｖｐ＜４の範囲にあることとした（請求項１４）。
（１５）．（１）乃至（１４）の何れかに記載の現像方法において、前記現像方法は、前記像担持体と前記現像剤担持体間に印加する電界で現像するのであり、この電界を交番電界とした（請求項１５）。
（１６）．像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体を備え、この現像剤担持体がトナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持して、現像領域に搬送し、現像剤担持体と像担持体の間に電界を印加し、像担持体表面上に形成される潜像をトナーで現像する現像装置において、
前記現像装置は、（１）乃至（１５）の何れかに記載の現像方法により現像するものとした（請求項１６）。
（１７）．光導電性を有し、表面に潜像を形成する像担持体と、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に対向して配置され、表面にトナーとトナーを保持する磁性キャリアを収納し、像担持体表面にトナー像を形成する現像装置と、像担持体表面に形成されるトナー像を記録部材に転写する転写装置とを有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、（１６）に記載の現像装置を有することとした（請求項１７）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［１］現像装置
本発明の現像方法は、以下に説明する現像装置を用いて行なうことができる。
［１−１］現像装置の基本構成（請求項１６関連）
ここでは、以下に説明する現像方法を実施することができる現像装置１１０の基本構成を説明する。
【００１９】
図１において、感光層を表面に設け筒状をした感光体１００の周囲には、感光体１００表面を帯電するための帯電装置１０１が設けられている。感光体１００は図１において矢印で示す反時計回りの向きに回転される。この感光体１００に対向し、所定の現像ギャップＧＰを有するようにして、内部に磁石を有する筒状をした現像スリーブ１１１ｃが配置されている。
【００２０】
現像ケーシング１１５内には現像剤（前記したようにトナーと磁性キャリアからなる）が収容されていて、撹拌スクリュー１１２、１１３の回転により撹拌されて現像スリーブ１１１ｃに供給される。
【００２１】
現像ケーシング１１５の上部にはトナー供給手段としての構成部分があり、トナー収納部１１６が設けられていて、消費されたトナーに見合う適量分が現像ケーシング１１５内に補給されるようになっている。
【００２２】
感光体１００について、帯電器１０１よりもこの感光体１００の回転方向１００Ｒの下流部位には、予め帯電器１０１により一様に帯電された帯電処理面に潜像を形成するためのレーザー光線Ｌｂの照射される位置があり、この位置でのレーザー光線の照射により潜像Ｌｉが形成される。潜像Ｌｉが形成された感光体１００は、現像スリーブ１１１ｃとが対向する対向領域に至り、この対向領域で該潜像Ｌｉに帯電したトナーが付着してトナー像が形成される。
【００２３】
現像スリーブ１１１ｃの回転と伴に搬送される現像剤の搬送方向１１１Ｒ（図において時計回り方向）の上流側部分には、トナーを保持した磁性キャリアによる磁気穂の穂高さ、すなわち、現像スリーブ１１１上の現像剤層の厚みを規制する層厚規制部材としてのドクターブレード１１４が設けられている。
【００２４】
従来、ドクターブレードとしては非磁性材料のみからなる板状のものが使用されていたが、本実施形態におけるドクターブレード１１４は、磁性材料からなる板を従来の非磁性の板に接合した構成を有している。磁性材料を用いることで、後述するように、穂高の揃った磁気穂が形成されやすくなる。
【００２５】
図１では、感光体１００上のトナー像を記録紙へ転写するための転写装置、感光体１００上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置、感光体１００上の残留電位を除去するための除電装置等は省略してある。
【００２６】
このような構成において、カラー画像の形成に際しては感光体１００上のトナー像が、例えばシアンのトナー画像であるとすると、これが中間転写ベルト上に転写され、順次、マゼンタ、イエロー、ブラックなどのトナー像が同様の画像形成プロセスにより中間転写ベルト上に重ね合わせて転写されてフルカラートナー像が形成される。このフルカラートナー画像は不図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写され、この記録紙上の未定着のトナー画像は該記録紙が中間転写ベルトから分離された後、不図示の定着装置を通過する間に定着される。一方、転写されずに感光体１００上に残留したトナーは、クリーニング装置によって除去され回収される。残留トナーを除去された感光体１００は除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【００２７】
現像スリーブ１１１ｃは現像ローラ１１１の一部をなし、不動の磁石の回りを回転するように構成されている。現像ローラ１１１の構造を示した図２において、現像ローラ１１１は不動部材である現像ケーシング１１５に固定されている固定軸１１１ａ及びこの固定軸１１１ａと一体の円柱状をした磁石支持体１１１ｂと、磁石支持体１１１ｂのまわりをギャップを介して覆っている筒状の現像スリーブ１１１ｃ及びこの現像スリーブ１１１ｃと一体的な回転部材１１１ｄ等からなる。
【００２８】
固定軸１１１ａに対して回転部材１１１ｄは軸受１１１ｅを介して回転自在であり、回転軸１１１ｄは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。
【００２９】
磁石支持体１１１ｂの外周部には、図３に示すように所定の間隔をおいて複数の磁石ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｂ、ＭＧ１ｃ、ＭＧ２、ＭＧ３、ＭＧ４、ＭＧ５、ＭＧ６（以下、全体をＭＧと総称する。）が固定されている。これらの磁石ＭＧの周囲を現像スリーブ１１１ｃが回転されるわけである。
【００３０】
現像スリーブ１１１ｃとしては、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体が用いられ、円筒形の該現像スリーブ１１１ｃが不図示の回転駆動機構によって磁石ＭＧのまわりを図１、図３の例では時計回りの向きに回転されるようになっている。
【００３１】
これらの磁石ＭＧは、現像スリーブ１１１ｃの回転と共に現像剤を穂立ちさせつつ搬送するように磁界を形成する。これらの磁石ＭＧから発せられる法線方向磁力線に沿うように、磁性キャリアが集合して穂が形成され、さらに、この穂が集合して磁気ブラシが形成される。穂や、磁気ブラシは磁性キャリアの集合からなり、この磁性キャリアには帯電したトナーが保持されている。
【００３２】
現像スリーブ１１１ｃは現像ギャップＧＰを介して感光体１００に近接して配置されていて、双方の対向領域で現像が行われる。本例では、感光体１００も現像スリーブ１１１ｃも共に筒状をしているので、凸曲面同士が近接して対向する対向領域では、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との間隔が最も接近する位置である最接近位置を間にしてその両側に進むにつれて次第に間隔が広がるという対向面を構成する。なお、感光体１００が筒状でなく、例えば、ベルト状に構成されることにより、平面状の場合でも、同じように最接近位置は構成される。図１、図２に示した例では、現像スリーブ１１１ｃの中心Ｏ１と、感光体１００の中心Ｏ２とを結ぶ仮想の線上に最接近位置がある。
【００３３】
図３において、現像スリーブ１１１ｃの回りに、前記した第２の磁石ＭＧ１ａ、第１の磁石ＭＧ１ｂ、磁石ＭＧ１ｃ、ＭＧ２、ＭＧ３、ＭＧ４、ＭＧ５、ＭＧ６に対応して、これら磁石による磁力分布が符号Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６で模視的に示すように生じている。
【００３４】
第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）は最接近位置に対応して位置し、現像スリーブ１１１ｃの回転方向１１１Ｒ上であって、この第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）を挟んで上記回転方向上流側に第２の磁石ＭＧ１ａ（磁力分布Ｐ１ａ）、下流側に磁石ＭＧ１ｃ（磁力分布Ｐ１ｃ）がそれぞれ位置している。
【００３５】
さらに、現像スリーブ１１１ｃの回転方向１１１Ｒ上であって、この磁石ＭＧ１ｃ（磁力分布Ｐ１ｃ）の上記回転方向下流側に、磁石ＭＧ３（磁力分布Ｐ３）、磁石ＭＧ４（磁力分布Ｐ４）、磁石ＭＧ５（磁力分布Ｐ５）、磁石ＭＧ６（磁力分布Ｐ６）が順に位置している。これらのうち、第２の磁石ＭＧ１ａ（磁力分布Ｐ１ａ）、第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）、磁石ＭＧ１ｃ（磁力分布Ｐ１ｃ）は、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との対向領域内に位置している。
【００３６】
この現像装置１１０を用いた本発明の現像方法は、少なくとも第２の磁石ＭＧ１ａ（磁力分布Ｐ１ａ）及び第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）により形成される磁気ブラシの立ち上がりから寝るまでの動作態様を利用して行なう。
【００３７】
磁石ＭＧ１ｃ（磁力分布Ｐ１ｃ）は隣り合う第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）の形成する磁力の半値幅を、磁石ＭＧ６（磁力分布Ｐ６）は隣り合う第２の磁石ＭＧ１ａ（磁力分布Ｐ１ａ）の形成する磁力の半値幅を、それぞれ磁気ブラシの上記動作態様が現像に効果的に行なわれるように所定の狭い幅に規制する。これにより、現像性能を高めることができる。
【００３８】
図４（ａ）において、本例では、全ての磁石ＭＧは互いに隣り合うことで互いに磁石の形成する磁力の半値幅を規制する関係にあり、相互に協働して、各磁石（磁力分布）の機能を有効に果たし得るような磁石の形成する磁力の半値幅の値を設定している。
【００３９】
磁石の形成する磁力の半値幅を狭くすることにより、穂が立ち上がり、そして寝るという動作が急激に（速く）行なわれて磁気ブラシはカクカク動くようになる。このため、磁気ブラシの動きが速くなり、穂の形態が乱されるなど攪乱効果を生じて磁性キャリアからのトナーの分離、飛翔が起こり易くなると考えられる。また、現像剤が感光体に接触している時間を短くできるため、磁性キャリアへのカウンターチャージの誘起も起こり難くなると考えられる。
【００４０】
磁石ＭＧ４（磁力分布Ｐ４）は現像スリーブ１１１ｃ上に現像剤を汲み上げる機能を有する。磁石ＭＧ３（磁力分布Ｐ３）は穂切れ極である。磁石２、磁石５、磁石６（磁力分布Ｐ２、Ｐ５、Ｐ６）は現像スリーブ１１１ｃ上に汲み上げられた現像剤を対向領域まで搬送する機能を有する。
【００４１】
これら各磁石ＭＧ１ａ（磁力分布Ｐ１ａ）、ＭＧ１ｂ（Ｐ１ｂ）、ＭＧ１ｃ（Ｐ１ｃ）、ＭＧ２（Ｐ２）、ＭＧ３（Ｐ３）、ＭＧ４（Ｐ４）、ＭＧ５（Ｐ５）、ＭＧ６（Ｐ６）の中心は現像スリーブの半径方向に向けて配置されている。
【００４２】
本例では磁石を８極で構成し現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との対向領域では３つの磁石（磁石ＭＧ１ａ、磁石ＭＧ１ｂ、磁石ＭＧ１ｃ）を設けているが、遊離トナーをより多く発生させるためには、磁石を４つ以上設けてもよい。現像剤の汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるために、磁石Ｐ３からドクターブレード１１４の間に磁石を増やして１０極や１２極で構成しても良い。
【００４３】
第２の磁石ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｂ、ＭＧ１ｃは、この順で現像スリーブ１１１ｃの回転方向１１１Ｒ上流側から並ぶ横断面の小さな磁石から構成されており、これら磁石は希土類金属合金により作製されている。サマリウム合金磁石、特にサマリウムコバルト合金磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネルギー積が３５８ｋＪ／ｍ３であり、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が８０ｋＪ／ｍ３前後である。
【００４４】
このような磁石によって従来の磁石と異なり、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表面磁力を確保できる。或る程度現像スリーブ径を大きくすることが許容される場合には、従来のフェライト磁石やフェライトボンド磁石を用い、現像スリーブ側に向いた磁石先端部を細く形成することで磁石の形成する磁力の半値幅を狭くすることが可能である。
【００４５】
本例では、図４（ａ）に示すように、第１の磁石ＭＧ１ｂ、磁石ＭＧ２、磁石ＭＧ３、磁石ＭＧ６がＮ極をなし、磁石ＭＧａ、ＭＧ１ｃ、磁石ＭＧ５がＳ極をなしている。例えば第１の磁石ＭＧ１ｂとして、現像ローラ上で８５ｍＴ以上の法線方向磁力を有する磁石が用いられた。例えば６０ｍＴ以上の磁力を有すれば、磁性キャリア付着などの異常画像の発生が無いことが確認されている。これよりも小さい磁力の場合には磁性キャリア付着が発生した。
【００４６】
第２の磁石ＭＧ１ａ、第１の磁石ＭＧ１ｂ、磁石ＭＧ１ｃの各磁石幅は２ｍｍであった。この時の磁力分布Ｐ１ｂの磁力の半値幅は１６°であった。更に磁石の幅を狭くすることで、磁力の半値幅は更に細くなることが確認された。１．６ｍｍ幅を用いた際の第１の磁石ＭＧ１ｂによる磁力分布Ｐ１ｂの磁力の半値幅は１２°であった。
【００４７】
第１の磁石ＭＧ１ｂと第２の磁石ＭＧ１ａ、磁石ＭＧ１ｃなど磁石の位置関係を示した図４（ｂ）において、磁力分布Ｐ１ａ、磁力分布Ｐ１ｃの各磁力の半値幅は３５°以下に形成する。この部分での磁力の半値幅は外側に位置する磁力分布Ｐ２や磁力分布Ｐ６の磁力の半値幅が大きいために磁力分布Ｐ１ｂでのように半値幅を相対的に狭く設定することができない。
【００４８】
第１の磁石ＭＧ１ｂと第２の磁石ＭＧ１ａ、磁石ＭＧ１ｃの位置関係については、第１の磁石ＭＧ１ｂの両側にある第２の磁石ＭＧ１ａ、磁石ＭＧ１ｃによる挟角を３０°以下に形成する。上記の例では、磁力分布Ｐ１ｂでの半値幅を１６°に設定するために当該挟角は２２°とした。更に磁石ＭＧ１ａ、磁石ＭＧ１ｃとこれら磁石の各外側にある磁石ＭＧ２、ＭＧ６とによる変極点（０ｍＴ：磁力がＮ極からＳ極、Ｓ極からＮ極に変わる点）の挟角を１２０°以下にしている。
【００４９】
この現像装置１１０では、図３に示すように、固定軸１１１ａには接地されたバイアス用の電源ＶＰが接続されている。固定軸１１１ａに接続された電源ＶＰの電圧は、図２に示した導電性の軸受１１１ｅ、導電性の回転部材１１１ｄを経て現像スリーブ１１１ｃに印加される。一方、図３において、感光体１００を構成する最下層の導電性支持体３１は接地されている。
【００５０】
こうして、対向領域には、磁性キャリアから離脱したトナーを感光体１００側へ移動させる電界を形成しておき、トナーを感光体１００側に向けて移動させることに供している。
【００５１】
以上、図１乃至図４で説明したように、感光体１００に対向して配置され、内部に磁石ＭＧを有する現像スリーブ１１１ｃを備え、この現像スリーブ１１１ｃがトナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む現像剤を表面に担持して、この担持した現像剤を感光体１００との間の対向領域に搬送し、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との間に電界を印加し、感光体１００の表面上に形成されている潜像Ｌｉをトナーで現像する現像装置１１０が構成される。本発明の現像方法は、かかる現像装置１１０を用いて行なうことができる。
【００５２】
なお、本例の現像装置はレーザー光線Ｌｂで書き込む方式の画像形成装置と組み合わせた例としている。帯電装置１０１により感光体１００上に一様に負極性の電荷を乗せ、書込量を少なくするために文字部をレーザー光線Ｌｂで露光することで、低下した電位の文字部（潜像Ｌｉ）に負極性のトナーで現像する所謂反転現像方式を採用している。これは一例であり、本発明の現像方式の中で、感光体１００に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。
【００５３】
この現像装置１１０では、内部に磁石ＭＧを有する現像スリーブ１１１ｃを感光体１００に対向して配置しており、このスリーブ１１１ｃ表面にトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を層状に担持させて、不動の磁石ＭＧに対して現像スリーブ１１１ｃを回動させることで、現像スリーブ１１１ｃと磁石間ＭＧに速度差を与え、この速度差を利用して現像剤層を少なくとも対向領域で磁気ブラシを形成しつつ流動させ、この流動の過程で磁性キャリアから離脱した遊離トナーを感光体１００上の潜像Ｌｉに付着させて現像に供することを前提としている。
【００５４】
［１−２］速度差
現像スリーブ１１１ｃと磁石間ＭＧに速度差を与える手段として、上記例では磁石ＭＧを不動とし、現像スリーブ１１１ｃを回動させることとしたが、これに限らず、現像スリーブ１１１ｃを不動とし、磁石ＭＧを回動させることにより現像スリーブ１１１ｃと磁石間ＭＧに速度差を与えて、同様の現像を行なうこと、また、現像スリーブ１１１ｃと磁石ＭＧを反対方向に回動することも可能である。
【００５５】
［１−３］現像ギャップ
磁性キャリア粒径が５感光体１００と現像スリーブ１１１との間隔である現像ギャップＧＰは、磁気ブラシの先端部を感光体１００に接触させるタイプ、非接触のタイプ、さらにこれらのタイプでも穂立ち位置を最接近位置に対応させて配置するか、ずらして配置させるかなど種々の条件により一概にはいえず、個々の具体条件に従い定める。
【００５６】
［１−４］現像剤
現像スリーブ１１１ｃの感光体１００とは反対側の領域には、現像ケーシング１１５内の現像剤を攪拌しながら現像スリーブ１１１ｃへ汲み上げるための攪拌スクリュー１１２が設けられている。現像ケーシング１１５内の現像剤は、トナーＴと磁性キャリアＣからなり、この現像剤は図示しない駆動手段により回転させられる攪拌スクリュー１１２、１１３で混合・攪拌され、トナーＴが摩擦帯電される。このときのトナー帯電量（ｑ／ｍ）は、−５〜−６０μＣ／ｇ、好ましくは、−１０〜−３０μＣ／ｇがよい。
【００５７】
また、磁性キャリアＣとしては、鉄、ニッケル、コバルト等の金属又はこれらと他の金属による合金、マグネタイト、γ−ヘマタイト、二酸化クロム、銅亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト等の酸化物、マンガン−銅−アルミニウム等のホイスラー合金等の強磁性体粒子を用いることができる。
【００５８】
さらに、この強磁性体粒子をスチレン−アクリル系、シリコーン系、フッ素系等の樹脂で被覆してもよい。これらは、トナーＴとの帯電性を考慮して適宜選択することができる。磁性体粒子を被覆する樹脂には、荷電制御剤、導電性物質等を添加してもよい。
【００５９】
また、スチレン−アクリル系、ポリエステル系等の樹脂中にこれらの磁性体粒子を分散させたものであってもよい。強磁性体の飽和磁化の強さは、４５〜８５ｅｍｕ／ｇが好ましい。４５ｅｍｕ／ｇ未満では、飽和磁化の強さが低いために、搬送性が低下し、また、感光体１００への磁性キャリア付着が多くなる。８５ｅｍｕ／ｇを越えると、飽和磁化の強さが高いために、磁気ブラシが強くなり、スキャベンジ効果が強く、ハーフトーン部にスキャベンジ跡が生じ、画像品質を低下させる。
【００６０】
トナーＴとしては、少なくとも熱可塑性の樹脂とカーボンブラック、銅フタロシアニン系、キナクリドン系、ビスアゾ系の顔料を有するものを用いる。樹脂としては、スチレン−アクリル系、ポリエステル系の樹脂が好ましい。この他に、定着助剤としてポリプロピレン等のワックス、トナー帯電量を制御するための含合金染料を内添することができる。さらに、表面処理したシリカ、アルミナ、酸化チタン等の酸化物、窒化物、炭化物等を外添してもよい。さらに、脂肪酸金属塩、樹脂微粒子等を併せて外添してもよい。
【００６１】
［１−５］穂、磁気ブラシ、穂立ち部の説明（請求項１〜４関連）
図１、図３、図４等に示したように、現像スリーブ１１１ｃの外周面からは、その内部に設けた磁石ＭＧにより磁力分布Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６が放射状に形成されている。
【００６２】
現像スリーブ１１１ｃの回転により、現像剤は該現像スリーブ１１１ｃ上に担持されて該現像スリーブ１１１ｃと共に搬送される。この搬送過程で各磁力分布中を現像剤が通過するとき、磁性キャリアが穂状に集合した磁気穂が現像スリーブ１１１ｃ上の現像剤層から立ち上がり、そして該磁気穂が寝るという現象がある。ここで、磁気穂は磁力分布における法線方向磁力線に沿うように形成される。
【００６３】
ここでは、図１に示した磁力分布のうち、任意の１つの磁力分布、例えば、磁力分布Ｐ１ａを通過する現像剤が形成する磁気穂に着目してその変化を模視的に例示した図５を参照しつつ、磁気穂、遊離トナー、穂立ち部等について説明する。
【００６４】
図５において、磁力分布Ｐ１ａ内で形成されている法線方向磁力線を▲１▼〜▲７▼の符号で模式的に示す。これらの法線磁力線▲１▼〜▲７▼は、法線磁力線▲１▼が現像スリーブ１１１ｃの略接線方向に向いていて、法線磁力線▲２▼〜▲３▼への番号が進むにつれて、立ち上がりの角度を増し、法線磁力線▲４▼で現像スリーブ１１１ｃの周面に略垂直となり、最も高く立ち上がった状態となる。
【００６５】
この法線磁力線▲４▼を対称軸として先程の立ち上がり時における各法線磁力線▲３▼、▲２▼、▲１▼と対称に、法線磁力線▲５▼、▲６▼、▲７▼の順に寝る方向に傾きを増していき、法線磁力線▲７▼では現像スリーブ１１１ｃの略接線方向近くまで傾いて寝た状態となっている。法線磁力線▲４▼は、図１における中心Ｏ１と中心Ｏ２とを結ぶ線分と合致する。
【００６６】
これらの法線磁力線▲１▼〜▲７▼は、現像スリーブ１１１ｃの表面から外方に向けて定位置に形成されている。現像スリーブ１１１ｃ上に担持されて該現像スリーブ１１１ｃと共に搬送される現像剤は、該現像スリーブ１１１ｃ上に層をなしているが、図５では繁雑さを避けるため図示を省略している。また、磁性キャリアＣＣにはトナーＴが静電力で保持されているが、これも個々に図示すると繁雑になるので図示を省略している。
【００６７】
現像スリーブ１１１ｃ上の現像剤層が現像スリーブ１１１ｃとともに移動し磁力分布Ｐ１ａにさしかかると、図５（ａ）に示すように、法線磁力線▲１▼に沿って磁性キャリアＣＣが穂状に集合した磁気穂（或いは磁気穂が集合した磁気ブラシ）として現像剤層から分離して立ち上がる。
【００６８】
即ち、現像スリーブ１１１ｃ上で磁性キャリアＣＣが集合した磁気穂（単に、穂ともいう。）が立ち上がるときに、現像領域内の磁石により磁気ブラシの先端が現像スリーブ１１１ｃ上の磁性キャリアＣＣの集合した現像剤層から分離した状態を生じ、以下に述べるように磁性キャリアＣＣからトナーＴが離脱して遊離トナーとなる（請求項１、３関連）。
【００６９】
この磁気穂は現像スリーブ１１１ｃの軸長手方向から見ると穂状をなし、磁気穂が紙面を貫く方向である現像スリーブ１１１ｃの長手方向に磁石ＭＧ１ａに対向して形成されている。
【００７０】
図５（ａ）に示したように現像剤層から法線磁力線▲１▼に沿って磁性キャリアＣＣが立ち上がるときに、該磁性キャリアＣＣからトナーＴが離脱する。こうして磁性キャリアから離脱し空間に放たれたトナーＴは磁気穂の立ち上がり側（磁気穂の現像スリーブ１１１ｃ周面に対向する側の裏側）の空間に遊離する。
【００７１】
この遊離トナーは現像に寄与し、かかる磁性キャリアの集合した穂が立ち上がる部分が少なくとも１ヵ所以上あれば、遊離トナーが発生するので現像が可能となる（請求項１関連）。
【００７２】
また、磁気穂が現像剤層から立ち上がることにより現像剤層側でも現像剤に変位が生じ、この変位により現像剤層側からも磁性キャリアよりトナーが離脱されて、遊離トナーＴを生じる。この遊離トナーＴの発生については、後に図７乃至図９等により後述する。
【００７３】
なお、隣り合う磁気ブラシの間の現像剤層、従って穂が立ち上がらない部分においても磁性キャリアＣＣからトナーが離脱して遊離トナーＴとなり、現像に供される。
【００７４】
かかる遊離トナーＴは、感光体１００の画像部（帯電後露光された部位つまり、潜像Ｌｉ部）が対向領域にあるときに生じて画像部への飛翔がなされ、感光体の非画像部（帯電されたままで未露光の部位）が対向領域にあるときには遊離トナーＴは生じなかった。
【００７５】
図５（ａ）に示した状態から、さらに現像スリーブ１１１ｃの回転が進むことにより、磁気穂は法線磁力線▲１▼から法線磁力線▲２▼に沿うように形態及び位置を変える。この変化後における磁気穂の状態を図５（ｂ）に示す。この変化の過程で、磁性キャリアＣＣからは、新たにトナーＴが離脱され、磁気穂の立ち上がり側（磁気穂の回転方向１１１Ｒでの上流側）に向けて放たれて遊離トナーとなる。
【００７６】
図５（ｂ）に示した状態から、さらに現像スリーブ１１１ｃの回転が進むことにより、磁気穂は法線磁力線▲２▼から法線磁力線▲３▼に沿うように形態及び位置を変える。この変化後における磁気穂の状態を図５（ｃ）に示す。この変化の過程で、磁性キャリアＣＣからは、新たにトナーＴが離脱され、磁気穂の立ち上がり側（磁気穂の回転方向１１１Ｒでの下流側）に向けて放たれて遊離トナーとなる。
【００７７】
図５（ｃ）に示した状態から、さらに現像スリーブ１１１ｃの回転が進むことにより、磁気穂は、法線磁力線▲３▼から法線磁力線▲４▼に沿うように形態及び位置を変え現像スリーブ１１１ｃ周面から直立状に最も立ち上がった状態となる。この変化後における磁気穂の状態を図５（ｄ）に示す。この変化の過程で、磁性キャリアＣＣからは、新たにトナーＴが離脱され、磁気穂の先端部のまわりに放たれ、遊離トナーとなる。
【００７８】
図５（ｄ）に示した状態から、さらに現像スリーブ１１１ｃの回転が進むことにより、磁気穂は法線磁力線▲５▼に沿うように形態及び位置を変える。この法線磁力線▲５▼は法線磁力線▲４▼よりも回転方向１１１Ｒ上の下流側に隣接して位置し現像スリーブ１１１ｃ周面から離れるにつれて下流側（寝る側）に傾いて形成されているので、磁気穂もこれに沿う形で形成される。
【００７９】
この変化後における磁気穂の状態を図５（ｅ）に示す。この変化の過程で、磁性キャリアＣＣからは、新たにトナーＴが離脱されて磁気穂が寝る側と反対側（磁気穂の回転方向１１１Ｒでの上流側）及び磁気穂の先端部近傍に放たれた遊離トナーとなる。
【００８０】
図５（ｅ）に示した状態から、さらに現像スリーブ１１１ｃの回転が進むことにより、磁気穂は、法線磁力線▲５▼からさらに寝る度合いを増した法線磁力線▲６▼に沿うように形態及び位置を変える。この変化後における磁気穂の状態を図５（ｆ）に示す。この変化の過程で、磁性キャリアＣＣからは、新たにトナーＴが離脱されて磁気穂が寝る側と反対側（磁気穂の回転方向１１１Ｒでの下流側）及び磁気穂の先端部近傍に放たれた遊離トナーとなる。
【００８１】
図５（ｆ）に示した状態から、さらに現像スリーブ１１１ｃの回転が進むことにより、磁気穂は、磁力線▲６▼からさらに寝る度合いを増した磁力線▲７▼に沿うように形態及び位置を変える。この変化後における磁気穂の状態を図５（ｇ）に示す。この変化の過程で、磁性キャリアＣＣからは、新たにトナーＴが離脱されて磁気穂が寝る側（現像スリーブ１１１ｃ周面に対向する側の裏側）の空間に遊離する。
【００８２】
図５（ｇ）に示した状態から、さらに現像スリーブ１１１ｃの回転が進むことにより、図示しないが、磁気穂および磁気穂が集合した磁気ブラシは寝るときに現像スリーブ１１１ｃの周面に形成されている現像剤層と一緒になり、この変位により現像剤層側からも磁性キャリアよりトナーが離脱されて、遊離トナーを生じる。
【００８３】
即ち、現像スリーブ１１１ｃ上で磁性キャリアＣＣが集合した磁気穂（穂）が寝るときに、現像領域内の磁石により、磁気穂が集合した磁気ブラシの先端が現像スリーブ１１１ｃ上の磁性キャリアＣＣの集合した現像剤層と一緒になった状態となり、その際に遊離トナーを生じる（請求項４関連）。
【００８４】
図５では、１つの磁気穂のみに着目してその変位と遊離トナーの発生状態を模視的に図示したので、あたかも各法線磁力線▲１▼〜▲７▼のうちの一つにだけ磁気穂が形成されこれだけが変位していくかのように見えるが、実際には、各磁力線▲１▼〜▲７▼に沿ってそれぞれに同時的に磁気穂が形成されていて、現像スリーブ１１１ｃの回転に従い、次々に隣の法線磁力線に磁気穂が変位し、この変位を伴う流動の過程で磁性キャリアからトナーが離脱し、この離脱した遊離トナーが現像に供される。
【００８５】
図５の例では、各法線磁力線▲１▼〜▲７▼に沿って形成される磁気穂の集合で磁気ブラシが形成される。本例では、対向領域内で磁気穂が立ち上がり、そしてこの磁気穂が寝るまでの間の現像スリーブまわりの領域が穂立ち部である。
【００８６】
ここで、磁気穂が立ち上がり、そして磁気穂が寝るまでの連続部分とは、現像スリーブ１１１ｃ上を現像剤が搬送される過程でこの現像剤が磁石ＭＧの磁力により、現像スリーブ１１１ｃ上の現像剤層から磁気穂としてその先端部が分離したときから、この磁気穂の先端部が現像スリーブ１１１ｃ上の現像剤層と一緒になったときまでの間であり、主としてこの間での磁気穂の形態変化に応じて磁性キャリアに保持されていたトナーが磁性キャリアから離脱する。かかる連続部分が１ヵ所以上存在すれば、磁性キャリアから離脱した遊離トナーを現像に寄与させることができる（請求項２関連）。
【００８７】
別の表現をすれば、１つの磁力分布での多数の法線磁力線に沿って形成される磁気穂の集合を磁気ブラシと称し、この磁気ブラシを構成する磁気穂が位置する現像スリーブ１１１ｃまわりの領域が穂立ち部であり、この穂立ち部で形成されている磁気ブラシ（磁気穂）の磁性キャリアから離脱した遊離トナーを用いて現像する。
【００８８】
以上、磁力分布Ｐ１ａについて、磁気穂、磁気ブラシ、穂立ち部などを説明したが、磁力分布Ｐ１ｂ、磁力分布Ｐ１ｃについても対向領域において、磁力分布Ｐ１ａにおけると同様な磁気穂、磁気ブラシ、穂立ち部などが形成される。
【００８９】
磁気穂の形態変化に応じて多量の遊離トナーを生じさせ、この遊離トナーは磁気ブラシ（磁気穂）のまわりに多量に存在することから、この遊離トナーを現像に供することができ、従来の磁性キャリアから直接潜像にトナーを転移させる現像法に比べて、現像効率を高めることが可能となる。
【００９０】
上記遊離トナーを生じさせる磁気穂の形態変化は前記したように磁石の形成する磁力の半値幅を狭くすることにより穂が立ち上がり、そして寝るという動作が急激に（速く）行なわれて磁気ブラシがカクカク動くという現象によるところが大きいと考えられる。
【００９１】
以上説明した現像装置では、以下に説明する本発明の現像方法を行なうための構成を備えることにより、従来の現像領域よりも広い範囲で現像領域を設定することから、現像スリーブ１１１ｃの線速（Ｖｓ）と感光体１００の線速（Ｖｐ）との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）を大きくすることなく、現像されるトナーの供給量を多くする現像装置を提供することができる。
【００９２】
［２］現像方法
本発明の現像方法は、磁気ブラシの穂立ち部を対向領域に少なくとも１つ形成する。感光体１００の径に比べて現像スリーブ１１１ｃの径が小さいので、対向領域は最大限、現像スリーブ１１１ｃの投影面積に相当する「直径幅×軸方向長さ」の領域であり、これが最大対向領域ということになる。
【００９３】
しかし、本例では、図１に示したように、ケース１１５が現像スリーブ１１１ｃのまわりを囲んだ構成であり、上記最大対向領域のうち、現像スリーブ側から感光体の潜像へ付着するトナーの飛翔経路を妨げない必要な部位だけを開口させており、この開口部を介して現像スリーブ１１１ｃと感光体１００とが直接対向している。
【００９４】
本例の現像方法では、トナー飛散を防止するなどのため、上記最大対向領域よりも、ケース１１５の開口部１１５ａの回転方向１１１Ｒ方向での寸法を小さくしている。このため、開口部１１５ａで制限された、上記最大対向領域よりも狭い制限された対向領域で感光体１００と現像スリーブ１１１ｃとが直接対向している。
【００９５】
本発明の現像方法において、現像領域は、磁性キャリアが集合する磁気穂が磁気ブラシを形成しているか又は現像スリーブ１１１ｃ上に薄い現像剤層を形成しているかの状態に係わらず現像剤中のトナーＴが感光体１００に向かって現像される領域と定義される。
【００９６】
以下の実施形態例では、開口部１１５ａの範囲である制限された対向領域で行なわれる現像態様を説明する。
【００９７】
基本構成として示した図１、図３、図４等における磁石配置、磁力分布のもとで、現像スリーブ１１１ｃが回転方向１１１Ｒの向きに回転することにより、磁力分布Ｐ４で汲み上げられた現像剤はドクターブレード１１４部のドクターギャップを通過することで通過量を一定に規制されて、回転方向に磁力分布Ｐ６により（磁力分布Ｐ５の寝る途中にドクターブレード１１４があるため）搬送されて、上記制限された対向領域（以下、単に対向領域という。）に至る。
【００９８】
対向領域には、磁力分布Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃが形成されていて、これらの磁力分布部で磁気ブラシができ、現像スリーブ１１１ｃの回転に応じて、現像剤は磁気ブラシを形成しつつ流動し、この対向領域内の現像領域でトナーが潜像に転移して現像がなされ、現像後の残りの現像剤は穂切れ極であるＰ３で殆ど全て取り除かれ、撹拌スクリュー１１２側に落ちる。
【００９９】
図６は図１乃至図４に示した現像装置の基本構成のもとで、磁気ブラシ、穂立ち部等を示している。図６において、磁力分布Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃでの磁気ブラシをそれぞれ符号ＢＲ１ａ、ＢＲ１ｂ、ＢＲ１ｃで示す。これらの磁気ブラシは図５で説明したような磁気穂が多数の法線磁力線▲１▼〜▲７▼に沿って集合したもので、外観上の形状はそれほどの変化はないが、各磁気穂を構成する磁性キャリアはトナーを保持しつつ流動し、この流動の過程で磁性キャリアからトナーを離脱して遊離トナーを生じさせる。
【０１００】
磁気ブラシは多数の磁気穂からなり、空間に位置を占める。この多数の磁気穂の示す空間領域をブラシの穂立ち部と称する。磁気ブラシＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３の各穂立ち部をそれぞれ穂立ち部ＳＰ１ａ、ＳＰ１ｂ、ＳＰ１ｃで示す。このように、対向領域で３つの穂立ち部がある。本例では、磁気ブラシＢＲ１ｂが感光体１００に接触し、磁気ブラシＢＲ１ａは感光体１００に非接触である。
【０１０１】
穂立ち部ＳＰ１ｂは感光体１００に対して最も近い最接近位置に対応して位置している第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）により形成され、穂立ち部ＳＰ１ａはこの穂立ち部ＳＰ１ｂよりも回転方向１１１Ｒ（現像剤の搬送方向と同義）上流側に配置された第２の磁石ＭＧ１ａ（磁力分布Ｐ１ａ）により形成される。
【０１０２】
図６に示した例では、対向領域で３つの穂立ち部ＳＰ１ａ、ＳＰ１ｂ、ＳＰ１ｃが形成されている。これらの穂立ち部における磁気ブラシから遊離トナーを生じさせて現像する場合、これら穂立ち部のうちで最上流側の位置にある穂立ち部ＳＰ１ａと、最接近位置にある穂立ち部ＳＰ１ｂにより潜像の付着すべき部位に十分にトナーは付着がなされていわば、飽和状態となるため、穂立ち部ＳＰ１ｂの下流側に位置する穂立ち部ＳＰ１ｃでは現像は殆ど行なわれない。
【０１０３】
なお、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との間に印加される電界が交番電界のもとでは、穂立ち部ＳＰ１ｂ下流側でトナーの振動が起こり、潜像電位に整えられてトナー付着がなされる。
【０１０４】
本例で穂立ち部ＳＰ１ｃが現実に存在している例が示されているのは、第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）の半値幅を最接近位置に狭い半値幅で設定するために当該第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）に隣接して第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）を設けなければならず、そのため、第１の磁石ＭＧ１ｂ（磁力分布Ｐ１ｂ）により自動的に穂立ち部ＳＰｃが生じているのである。
【０１０５】
例えば、磁石ＭＧの構成を変えたり、現像スリーブの径を変えたり、ケース１１５を形状、寸法を変えたりすることにより、図６に示された構成において穂立ち部ＳＰ１ａ、ＳＰ１ｂだけが存在する構成、或いは対向領域内で最接近位置の近傍を含むそれより上流側に少なくとも１つの穂立ち部を構成することができれば本発明の課題は達せられる。
【０１０６】
図１乃至図４、図６に示したように、▲１▼対向領域に３極（磁石ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｂ、ＭＧ１ｃ）を配置し他の５極（磁石ＭＧ２、ＭＧ３、ＭＧ４、ＭＧ５、ＭＧ６）と合わせて全８極の磁石による現像ローラを用い、対向領域では上記３極により３つの穂立ち部を形成する現像装置で現像した結果と、▲２▼対向領域の感光体との最接近位置には１つの磁石（本例の３つの磁石ＭＧ１ａ、ＭＧ１ｂ、ＭＧ１ｃに代えて、単一の磁石）のみを配置し、他の磁極は図１乃至図４に示した５極（磁石ＭＧ２、ＭＧ３、ＭＧ４、ＭＧ５、ＭＧ６）に準じた配置の全６極とし、対向領域では１つの穂立ち部のみを形成する構成の現像ローラを具備した現像装置で現像した結果とを比較したところ、▲１▼の現像装置による現像結果の方が▲２▼の現像装置による現像結果に比べて、黒ベタ追従性がよく、画像のざらつき・後端白抜け等の画質も向上していた。
【０１０７】
なお、上記▲２▼の現像装置では、感光体との最接近位置にくる磁石の磁力の半値幅は２１°でこの１極のみが感光体との対向領域に存在している構成であり、また、上記▲１▼、▲２▼の現像装置とも、現像ギャップ、汲み上げ量は同じ条件で行なった。
【０１０８】
本発明の現像方法ではさらに、対向領域で穂立ち部を形成する磁石であって感光体１００に最も近い位置に配置された第１の磁石ＭＧ１ｂにより前記２つの穂立ち部のうち１つの穂立ち部である穂立ち部ＳＰ１ｂを形成し、この穂立ち部ＳＰ１ｂよりも現像剤搬送方向（回転方向１１１ｃ）上流側の位置に配置した第２の磁石ＭＧ１ａにより他の１つの穂立ち部ＳＰ１ａを形成することで、対向間隔が次第に狭まり遂に最接近位置に至るまでの現像剤搬送路過程を利用して、この間で遊離トナーを生じさせて効果的に現像を実現することができる。
以下に現像方法の詳細を説明する。
［２−１］接触させる現像方法
本例は対向領域内で形成される少なくとも１つの磁気ブラシを感光体１００に接触させる現像法であり、その例は、図６により既に概要を説明した。
【０１０９】
本例の現像方法によれば、磁気ブラシを感光体１００に接触させることから、遊離トナーによる現像及び、磁気ブラシ先端のキャリア上のトナーが感光体と摺擦又は近接（中には摺接に至らず近接する穂もある）することによりトナーが潜像に直接付着する所謂接触現像による現像により、感光体１００上に現像されたトナーを磁気ブラシ先端の磁性キャリアで離脱させることで、ソリッド部のベタ埋まりの良い滑らかで、非画像部のかぶりの少なく、かつ横細線や文字の鮮鋭度も優れた高品位の画像を得る現像方法を提供することができる。
【０１１０】
［２−１．１］穂立ち部中心を最接近位置に合わせた例
図６において、対向領域内で形成される２つの磁気ブラシのうち、１つの磁気ブラシＢＲ１ｂの穂立ち部ＳＰ１ｂが最接近位置に位置して磁気ブラシが感光体１００に接しており、他の１つの磁気ブラシＢＲ１ａの穂立ち部ＳＰ１ａがこの最接近位置よりも上流側に位置して感光体１００から離間している。
【０１１１】
このような穂立ち部による現像方法では、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との対向間隔が次第に狭まり遂に最接近位置に至るまでの現像剤搬送路過程を利用して、この間で遊離トナーを生じさせて現像し、かつ、感光体１００上に現像されたトナーを磁気ブラシＢＲ１ｂによりで離脱させることでベタ濃度が高くしかも横細線や文字の鮮鋭度も優れた高品位の画像を得ることができる。
【０１１２】
［２−１．１ａ］現像態様
前記図６において、磁気ブラシＢＲ１ｂが感光体１００に接触し、磁気ブラシＢＲ１ａは感光体１００に非接触である。図６における穂立ち部ＳＰ１ａ〜穂立ち部ＳＰ１ｂ部に至る領域での磁気ブラシの状態を拡大して示したのが図７である。
【０１１３】
図７に、穂立ち部ＳＰ１ａと穂立ち部ＳＰ１ｂに対応する現像領域ｄにおける磁気ブラシの状態及びとナーの状態を観察しこれを模視的に示した。
図７において、磁気穂が立ち上がり寝るまでの領域Ａ０が現像領域の最上流位置にあたる一定領域に対応して観察される。この領域Ａ０は、磁力分布Ｐ１ａによって、現像剤中の磁性キャリアＣＣが、表面にトナーＴを有しながら複数の磁性キャリアＣＣが集合して磁気穂を形成し、さらに、その法線磁力線に沿って磁性キャリアＣＣの穂が立ち上がり、そして現像スリーブ１１１ｃ側に寝るまでの領域である。
【０１１４】
図７において領域Ａ０よりも下流側に隣接した一定領域で、磁気ブラシＢＲ１ｂの磁気穂が立ち上がり始める領域Ａ１が対応して観察される。この領域Ａ１は磁性キャリアＣＣの穂が立ち上がり始める領域であり、磁力分布Ｐ１ｂの近傍に近づいた現像剤中の磁性キャリアＣＣが、表面にトナーＴを有しながら、複数の磁性キャリアＣＣが集合して磁気穂を形成し、さらに、その法線磁力線に沿って磁性キャリアＣＣの穂が立ち上がり始めている。
【０１１５】
現像領域で領域Ａ１よりも下流側に隣接した一定領域で、立ち上がる磁気穂が感光体１００に接する領域Ｂが観察される。さらに、領域Ｂで接した磁気穂がこの領域Ｂの下流側の一定領域で感光体１００に摺接している領域Ｃが観察される。
【０１１６】
前記図６では、領域Ａ０、領域Ａ１、領域Ｂ、領域Ｃが存在し、最接近位置に領域Ｃが対応する関係にあるが、他の例では、現像ギャップＧＰがある程度大きくなると領域Ｂ、領域Ｃは存在しなくなる場合もあり得るし、最接近位置に対するこれらの領域Ａ０、領域Ａ１、領域Ｂ、領域Ｃの位置関係がずれることもあり得る。また、磁気穂の長さは不均一であるし、磁場の雰囲気が一定していないため（また、磁性キャリアの磁気特性に分布があったり、磁気穂を形成するキャリア数が不均一であったりすることも考えられる）、磁気穂が感光体１００に接触する位置（領域）は変化する。
【０１１７】
（ａ）領域Ａ０での現像（請求項１、２関連）
領域Ａ０での磁性キャリアＣＣの穂の立ち上がりから穂が寝るまでの状況を模視的に示した図８において、第２の磁石ＭＧ１ａの配置されている位置に対応する現像スリーブ１１１ｃ上では、第２の磁石ＭＧ１ａの極性に係わらず磁気ブラシＢＲ１ａを形成し、磁気穂が立ち上がり始めの部に相当する磁石の間（例えば、磁石ＭＧ６と第２の磁石ＭＧ１ａとの間や、第２の磁石ＭＧ１ａと第１の磁石ＭＧ１ｂとの間に対応する現像スリーブ１１１ｃ上）では現像剤の層が接線磁力が強いため、現像剤が現像スリーブ１１１ｃ側に押し付けられている。
【０１１８】
図８に示すように、それまで磁性キャリアＣＣの集団の現像剤層中に閉じこめられていた磁性キャリアＣＣは、互いに磁力を有しているために、磁石間では現像スリーブ法線方向の磁力線は小さいが、互いに隣接する磁石は逆極になっているために現像スリーブ接線磁力は大きいため、これが磁石間では磁石上のものと比較して薄い磁性キャリアＣＣの集団である現像剤層を形成する力になっていて、磁性キャリアＣＣを現像剤層の集団の中に留めておかれる。
【０１１９】
この現像剤層が磁石Ｐ１ａに対応する位置にくると、いくつかの磁性キャリアＣＣが集合して磁気穂を形成して立ち上がる。この磁気穂を形成するために集合する磁性キャリアＣＣの個数は、一般にドクターブレード１１４を通過する現像剤の量で決定されるが、それ以外にも磁性キャリアＣＣの磁気的性質、磁石の有する磁力の大きさ、磁石の形状、配置の仕方による磁力線の大きさ及び傾きによって決定される。
【０１２０】
また、磁石Ｐ１ａは固定されているが、現像スリーブ１１１ｃは回転しているために、立ち上がり始めた磁気穂の位置における磁力線の角度、大きさも変わっていく。このとき、磁性キャリアＣＣの磁気応答性に遅れがあるため、磁力線に沿った形状に磁気ブラシがすぐに揃わない、さらに、多数の磁性キャリアＣＣが集合した磁気穂は、集団からの拘束力から抜け出して立ち上がるが、磁石の大きな磁場が作用し、すべての磁性キャリアＣＣの磁気的な極性はは同一方向を向いており、互いに反発力が作用している。これらのために、磁性キャリアＣＣの現像剤層が突然に割れて、磁性キャリアＣＣの磁気穂が磁気ブラシとして立ち上がる。
【０１２１】
したがって、磁性キャリアＣＣが磁気穂を形成して立ち上がることで、トナーＴが磁性キャリアＣＣの集団の中に閉じこめられていたのが空間が解放され、さらに、磁性キャリアＣＣの表面に吸着しているトナーＴに大きな遠心力が作用することで、トナーＴは磁性キャリアＣＣ表面から離脱して現像空間が解放され遊離トナーＴとなる。
【０１２２】
さらに、磁気穂は磁場の変化のため一定速度で立ち上がったり、寝たりせず、加速度を持つ。このため、トナーＴには慣性力が働き、立ち上がり、寝るまでの連続部分において磁性キャリアＣＣ表面から離脱して現像空間に解放されて遊離トナーＴとなる。また、磁性キャリアＣＣ表面から離脱した遊離トナーＴは、磁性キャリアＣＣとの静電的付着力、物理的付着力が作用していないために、現像電界等によって容易に移動させることができる。
【０１２３】
（ｂ）領域Ａ１による現像（請求項１関連）
磁性キャリアＣＣによる磁気穂が立ち上がり始める領域Ａ１の様子を示した図９を参照しつつ説明する。磁性キャリアＣＣの粒径等の粉体特性、飽和磁化の強さ等の磁気特性と磁石の飽和磁化の強さ等の磁気特性、幅及び形状等の形態特性により磁性キャリアＣＣ表面のトナーＴに作用する力を制御し、遊離トナーＴを発生させることができる。
【０１２４】
図９に示した穂立ち部ＳＰ１ｂの上流側部において磁気穂が立ち上がり始めるとき遊離トナーＴを生じることで、感光体１００上の潜像Ｌｉに対するトナーＴの付着量を大きくすることができ、いわゆる現像性の高い現像方法を得ることができる。
【０１２５】
このように、領域Ａ１で、低い電界でも現像できる遊離トナーＴを生じさせることで、いわゆる現像性の高い現像方法を得ることができる。なお、以上説明したような領域Ａ０及び領域Ａ１における磁性キャリアＣＣとトナーＴの挙動は、本願発明者らが、実体顕微鏡（オリンパス社製：ＳＺＨ１０）とハイスピードカメラ（フォトロン社製：ＦＡＳＴＣＡＭ−Ｕｌｔｉｍａ−Ｉ２）とを用いて、９０００〜４０５００コマ／秒の撮影速度で撮影した映像により確認されている。また、以下に説明する領域Ｂと領域Ｃについても、同じように確認されている。
【０１２６】
（ｃ）領域Ｂによる現像（請求項５、６関連）
領域Ｂでは磁気穂（磁気ブラシ）を感光体１００に接触させ、この接触がなされたときに、磁性キャリアから散布状に（ふりまくような状態で）トナーを離脱させて遊離トナーを生じさせ、この遊離トナー以って現像に供される。
【０１２７】
即ち、現像領域で形成される磁気ブラシを感光体１００（像担持体）に接触させて、磁性キャリア表面からトナーを離脱させ、この離脱させた遊離トナーを現像スリーブ１１１ｃへ散布させ、現像する（請求項５、６）
本例では、図１０に示すように、表面にトナーＴを有する磁性キャリアＣＣから、トナーＴを感光体１００に散布する如くして遊離トナーをふりまき、この遊離トナーを以って現像に供するのである。この感光体１００へのトナーＴの散布状の態様は磁気ブラシを構成する磁気穂が感光体１００に強く接触することにより生ずる。
【０１２８】
散布状にトナーを離脱させて生ずる遊離トナーの発生部位は、最接近位置を含む近傍部である。現像スリーブ１１１ｃと感光体１００とは、最接近位置で最も間隔が狭く、この最接近位置を中心に両側に離れるほど、上記間隔は次第に広くなる。一方、穂立ち部ＳＰ１ｂは最接近域を中心に形成されているので、磁気ブラシは、最接近位置の上流側近傍で初めて感光体１００に接触して、散布状に遊離トナーを生じる。この散布状に遊離トナーを生じる部位は、現像ギャップや、磁気ブラシの穂の高さなどの関係で、最接近位置を中心に多少の位置のずれを含む。又、磁性キャリアの粒径分布や磁気特性分布があるため、穂立ちする位置にばらつきがある。散布状にトナーを離脱させて生ずる遊離トナーの発生部位は、最接近位置を含む近傍部とした所以である。
【０１２９】
図１０は磁性キャリアＣＣの磁気穂が感光体１００に強く接触する状況となっている領域Ｂを模式的に示している。現像スリーブ１１１ｃ上で、領域Ｂにおける磁性キャリアＣＣが集合して形成される磁気穂の大きさ、特にその高さは、上述したように、磁性キャリアＣＣの粒径等の粉体特性、飽和磁化の強さ等の磁気特性と現像主磁石の飽和磁化の強さ等の磁気特性、幅及び形状等の形態的特性により決定される。
【０１３０】
そのために、領域Ｂでは、現像スリーブ１１１ｃ上にある磁性キャリアＣＣの磁気穂は、現像スリーブ１１１ｃ上で滑る場合を除いて、ほぼ現像スリーブ１１１ｃと同じ速度で移動している。そのために、磁性キャリアＣＣの磁気穂の高さが現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との距離よりも高くなる場合は、磁気穂の先端部が第１の磁石ＭＧ１ｂの磁力線に沿って立ち上がる速度と現像スリーブ１１１ｃの周速の両方の速度を以って感光体１００に強く接触する。
【０１３１】
感光体１００に強く接触する前に、磁性キャリアＣＣの磁気穂が完全に立ち上がっていたとしても、現像スリーブ１１１ｃが円筒状をしているので、最接近位置に近づくにつれて次第に現像スリーブ１１１ｃから感光体１００までの間隔が狭まり、最接近位置（中心Ｏ１と中心Ｏ２とを結ぶ仮想線上の位置）が最もその間の距離が狭くなっており、したがって、磁気穂は、次第に狭くなっていく方向に移動して行くため、磁気穂の高さが、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との間の最近接部よりも大きい場合は、磁気穂は、最接近位置を含むその近傍部で現像スリーブ１１１ｃの周速から感光体１００の周速を相殺した速度以上で矢印Ｆで示す向きに感光体１００に強く接触する。
【０１３２】
この接触時に、磁性キャリアＣＣ上に静電的に付着しているトナーＴが、衝撃によって磁性キャリアＣＣ表面から離脱する。この離脱時におけるトナーＴの状態を観察すると、あたかも、磁気穂を構成している磁性キャリアＣＣから多量のトナーＴがふりまかれたような状態を呈しているので、これを磁性キャリアから散布状にトナーを離脱させたと表現している。
【０１３３】
このように、散布状に離脱されて遊離状態となった遊離トナーは、遠心力による運動の慣性力、感光体１００表面の潜像Ｌｉによる電界と現像スリーブ１１１と感光体１００間に印加されている電界によって矢印Ｆ１で示すように感光体１００に向けて移動し潜像Ｌｉに付着して現像がなされる。
【０１３４】
この現像方法では、感光体１００に対する磁気穂の接触を通じて散布状に離脱されて遊離状態となった遊離トナー、つまり、感光体に極めて近い空間で散布状に生じた多量の遊離トナーによりなされるので、現像性能を高めることができる。
【０１３５】
また、領域Ｂでは、感光体１００に接触した前記磁気ブラシの接触により既に感光体１００上に付着しているトナーを感光体１００上から離脱させ、再び磁性キャリアＣＣ上に付着させる。これにより、図７に示した領域Ｃよりも回転方向１１１Ｒでの上流側の現像領域（対向領域）で非画像部又は低電位の画像部に現像されたトナーＴが引き戻されるので高品位の画像を得る（請求項７関連）。
【０１３６】
（ｄ）領域Ｃでの現像
領域Ｃにおける現像状況を模式的に示した図１１により現像方法を説明する。現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との間には、図３で示した電源ＶＰによりトナーＴを現像するための電界が印加されている。この電界強度は、本例で最接近位置に位置する領域Ｃで最も強い。
【０１３７】
領域Ｃでは、穂立ち部ＳＰ１ｂにおける磁性キャリアＣＣの磁気ブラシが、感光体１００に摺擦したまま現像スリーブ１１１上を搬送され、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００間に印加されている電界により磁性キャリアＣＣからトナーＴが感光体１００上の潜像Ｌｉに付着して現像がなされる。ここでの現像は、既に磁性キャリアＣＣから遊離して磁性キャリアＣＣ近傍に存在している遊離トナーが電界の作用で潜像Ｌｉに移動して付着するトナーと、磁性キャリアＣＣから直接潜像に付着するトナーの両者が含まれると考えられる。
【０１３８】
領域Ｃでは、前記最接近位置を含むその近傍部で感光体１００に接触した前記磁気ブラシの該接触状態のもとで、既に感光体１００上に付着しているトナーを感光体１００上から磁気ブラシの摺擦により離脱させ、先に現像されている感光体１００上からトナーＴを離脱させ、再び磁性キャリアＣＣ上に付着させる。これにより、領域Ｃにおける現像では非画像部又は低電位の画像部に現像されたトナーＴを引き戻されるので高品位の画像を得る。なお、磁気ブラシを感光体１００に近接させて通過する磁気ブラシの存在し、程度の差はあれ磁気ブラシと同様の現像機能を果たす（請求項８、９関連）。
【０１３９】
すなわち、領域Ｃでは、感光体１００側に開かれた空間を有する磁性キャリアＣＣ上のトナーＴは、感光体１００と現像スリーブ１１１との間の電界及び感光体１００と磁性キャリアＣＣとの間に生ずる電界により感光体１００の潜像Ｌｉに現像される。
【０１４０】
一方、図７に示した領域Ｃよりも回転方向１１１Ｒでの上流側の現像領域における現像により表面に存在するトナーＴが少なくなって、帯電量が過多になった磁性キャリアＣＣは、感光体１００を摺擦しながら移動するために、先に現像したトナーＴに追いつき、強く接触することでその衝撃力と、互いに逆極性に帯電していることから生ずる静電的なクーロン力とによって、磁性キャリアＣＣ表面に吸着させて、感光体１００から離脱させる。
【０１４１】
この場合、主に感光体１００上の非画像部では、帯電装置１０１による静電荷が少ないために、トナーＴを感光体１００に吸着しておく電界が小さいことから、非画像部に付着したトナーＴを多く離脱させることができる。このために、非画像部における地汚れを防止して、高品位の画像を得ることができる。
【０１４２】
（ｅ）領域Ａ０乃至領域Ｃまでを通じての現像
領域Ａ０乃至領域Ｃまでを通じての現像は、二成分現像剤層を感光体１００との少なくとも対向領域で磁気ブラシを形成しつつ流動させ、この流動の過程で磁性キャリアから離脱した遊離トナーで現像し、かつ、磁気ブラシを感光体１００に接触させることで磁性キャリアから散布状に離脱した遊離トナーで現像し、かつ、磁気ブラシを感光体１００に摺擦させる現像法の一例である。
【０１４３】
つまり、領域Ａ０及び領域Ａ１では、磁性キャリアＣＣが集合して磁気穂になり、その立ち上がりから穂が寝るまでの間にトナーＴを磁性キャリアＣＣから離脱させ遊離トナーＴをつくる。現像スリーブ１１１ｃと感光体１００間には、電源ＶＰ（図３参照）により現像のための電界が印加されているので、この遊離トナーＴは電界の作用によりそのまま感光体１００に向かい現像される。
【０１４４】
さらに、領域Ｂでは、磁性キャリアＣＣの磁気穂がさらに感光体１００に接触し、磁性キャリアＣＣ上からトナーＴを散布状に離脱させて生じた遊離トナーを感光体１００上に散布して、感光体１００の潜像Ｌｉを現像する。
【０１４５】
さらに、この接触により、先に現像されている感光体１００上のトナーＴが吸着され、再び磁性キャリアＣＣ上に回収される。これにより、図７に示した領域Ｃよりも回転方向１１１Ｒでの上流側の現像領域で非画像部又は低電位の画像部に現像されたトナーＴが引き戻されるので高品位の画像を得る。
【０１４６】
さらに、領域Ｃでは、磁気ブラシ先端の磁性キャリアＣＣが感光体１００に摺擦して、電源ＶＰにより印加されている電界により磁性キャリアＣＣから、また遊離トナーＴで感光体１００上の潜像Ｌｉを現像する。また、この摺擦により、先に現像されている感光体１００上からトナーＴを離脱させ、再び磁性キャリアＣＣ上に付着させる。こうして、図７に示した領域Ｃにおける現像では非画像部又は低電位の画像部に現像されたトナーＴが感光体１００から磁性キャリアＣＣに引き戻されるので高品位の画像を得る（請求項１０、１１関連）。なお、現像ギャップを適度にとることで、領域Ｃで散布後、感光体１００に磁気ブラシを摺接でなく近接した態様で現像を行なう場合もある。
【０１４７】
本例における現像方法は、別の表現をすれば、感光体１００に対向して配置され、内部に磁石を有する現像スリーブ１１１ｃが、トナーＴとトナーＴを保持する磁性キャリアＣＣとを含む二成分現像剤を表面に担持し、感光体１００との間に形成される現像領域に搬送し、感光体１００表面上に形成される潜像ＬｉをトナーＴで現像する現像方法において、現像スリーブ１１１ｃは、表面にトナーＴを有する磁性キャリアＣＣが集合した磁気穂が立ち上がり、そして磁気穂が寝る間にトナーＴを離脱させて現像し、かつ現像領域内で形成される磁気ブラシを感光体１００に強く接触させて、感光体１００へのトナーＴの散布を生じさせ現像し、かつ現像領域内の磁性キャリアＣＣを感光体１００に摺擦又は近接させて現像する現像方法である。
【０１４８】
このように、本例の現像方法では、現像スリーブ１１１ｃの感光体１００との対向面の中で、磁性キャリアＣＣの運動態様が特徴的な領域に注目した磁性キャリアＣＣの運動態様を制御することで、▲１▼磁気ブラシを形成しつつ流動する過程で発生する遊離トナーによる現像、▲２▼磁気ブラシを感光体に接触するときに磁性キャリアから散布状に離脱して発生する遊離トナーによる現像、▲３▼現像領域内の磁性キャリアＣＣを感光体１００に摺擦又は近接させて行なう現像、▲４▼先に現像されている感光体１００上のトナーＴが感光体１００に接触した磁気ブラシに吸着され再び磁性キャリアＣＣ上に回収される現像、などにより、感光体１００上のトナー量を多くして高品位の画像を得ることができる。
【０１４９】
本発明の現像方法は、感光体１００に対向して配置され、内部に磁石を有する現像スリーブ１１１が、トナーＴとトナーＴを保持する磁性キャリアＣとを含む二成分現像剤を表面に担持し、感光体１００との間に形成される現像領域に搬送し、感光体１００表面上に形成される潜像ＬｉをトナーＴで現像する現像方法において、現像スリーブ１１１は、現像領域で、表面にトナーＴを有する磁性キャリアＣＣが集合した磁気穂が立ち上がり、そして穂が寝る間にトナーＴを離脱させて現像し、かつ現像領域内で形成される磁気ブラシを感光体１００に強く接触させて、感光体１００へのトナーＴの散布を生じさせ現像し、かつ現像領域内の磁性キャリアＣＣを感光体１００に摺擦させて現像する現像方法である。
［２−２］　非接触現像方法（請求項１２、１３関連）
本例の現像方法は、対向領域で感光体１００に磁気ブラシの穂立ち部を非接触状態で遊離トナーを用いて現像する現像方法である。かかる非接触状態は現像ギャップＧＰと、現像剤の汲み上げ量、すなわちドクターギャップと、対向領域に存在する磁石の磁力強度、さらには磁性キャリアの粒径や飽和磁気モーメント等の兼ね合いにより構成することができる。
【０１５０】
本例の現像方法によれば、磁気ブラシが感光体１００に非接触であることから、ハーフトーン部でのザラツキがなく、横細線や文字の鮮鋭度も優れた画像を得る現像方法を提供することができる。
【０１５１】
本発明の現像方法は、図１２において、現像スリーブ１１１ｃ上の磁気ブラシの穂が感光体１００に接触することのない近接した非接触状態にして現像する点に特徴がある。
【０１５２】
本例の現像方法では、現像スリーブ１１１ｃが、現像領域で、現像剤を磁気ブラシを形成しつつ流動させ、この流動の過程で表面にトナーＴを有する磁性キャリアＣＣが集合した磁気穂が立ち上がり、そして磁気穂が寝る間にトナーＴを離脱させて磁性キャリアＣＣ表面からトナーＴを離脱させて遊離トナーＴを生じさせてこの遊離トナーで現像する。また、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との対向領域で、磁気穂（磁気ブラシ）の磁性キャリアＣＣを感光体１００に近接させて現像する現像方法である。
【０１５３】
上記において、現像スリーブ１１１ｃ上の磁気穂が感光体１００に接触することのない非接触状態に保たれ、磁気ブラシＢＲ１ａ、ＢＲ１ｂについて前記領域Ａ０相当の近接領域［Ａ０］が感光体１００と非接触で構成されて磁性キャリアＣＣの集合した磁気穂が立ち上がりそして磁気穂が寝る間に前記図５や、図８、図９などで説明したように、トナーＴを離脱させて遊離トナーＴを生じさせる。
【０１５４】
さらに、領域［Ａ０］では、磁気ブラシが現像スリーブ１１１ｃを搬送される間に、磁気ブラシの先端部が感光体１００に近接して移動し、これにより磁性キャリアＣＣ上のトナーＴが潜像Ｌｉに向けて離脱されて飛翔して現像される。
【０１５５】
また、磁気ブラシが現像スリーブ１１１ｃとともに搬送される間は、磁気ブラシの先端部を感光体１００に近接させても、既に感光体１００の潜像Ｌｉに付着しているトナーＴを離脱させることがないために、トナー付着量を低下させることがなく、画像品位を低下させることがない。
【０１５６】
［２−３］速度差（請求項１４関連）
以上の現像方法において、現像スリーブ１１１ｃの線速（Ｖｓ）と感光体１００の線速（Ｖｐ）との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は０．９＜Ｖｓ／Ｖｐ＜４の範囲として現像する。
【０１５７】
現像スリーブ１１１ｃと感光体１００は、対向領域では同方向に回転している。現像スリーブ１１１ｃの線速が感光体１００の線速より小さくとも、つまり線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）が１以下でも磁性キャリアＣＣ表面から離脱させるトナーＴが十分にあるため、現像されるトナー付着量を多く維持することが可能になる。
【０１５８】
線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は０．９より大きな線速比とした現像スリーブ１１１の回転により現像されるトナーＴを多くして、画像濃度の高い画像を得ることができる。遊離トナーＴの量によっては、更に線速比を下げられる可能性が残っている。
【０１５９】
さらに、図７に示した領域Ｃでは磁気ブラシが感光体１００に摺擦又は近接すると、磁性キャリアＣＣの磁気穂に接触する回数が多くなるために感光体１００から離脱するトナー量が増加する。特に、線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）が４以上では、ハーフトーン部の後端白抜けや横細線画像のカスレが多くなるため、線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は４未満であることが好ましい。
【０１６０】
［２−４］　現像バイアス（請求項１５関連）
以上の現像方法において、遊離トナーは、現像スリーブ１１１ｃ感光体１００間に印加された電界で現像される。
図１３は、図３における電源ＶＰとして直流電源を用いた場合であって、反転現像方式における直流電界を印加しているときの現像状態を模式的に示した図である。有機顔料をキャリア生成材料に用いる感光体１００では、一般に負極性に帯電させて負極性のトナーで画像形成することが多く、本例もこれによる。尤も、現像方式の中で、感光体１００に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。
【０１６１】
レーザー光線Ｌｂで書き込む場合、書込量を少なくするために文字部を露光するため、この部分の帯電電荷がキャリア生成材料から生成される正孔により中和されて、図１３に示すように、画像部（文字部）の電位である画像部電位が低下する。
【０１６２】
この低下した電位の画像部に、図３において現像スリーブ１１１ｃに接続した電源ＶＰにより負側に偏倚した直流電圧を印加することで、負極性の遊離トナー及び磁性キャリアＣＣに保持されたトナー（図１３、図１４では何れもトナーＴと表示）に現像スリーブ１１１ｃ側か画像部に向かうベクトルが作用する。
【０１６３】
図１３において、感光体１００上の非画像部に仮にトナーが存在したとしても、非画像部側から現像スリーブ１１１ｃ側へ向かうベクトルが作用することにより非画像部から確実に離間させられて地肌汚れが防止される。
【０１６４】
本発明の現像方法は、キャリアＣＣの粒径等の粉体特性、飽和磁化の強さ等の磁気特性と磁石の飽和磁化の強さ等の磁気特性、幅及び形状等の形態特性によりキャリアＣＣ表面のトナーＴに作用する力を制御し、遊離トナーＴを発生させることができる。さらに、この遊離トナーＴを生ずる磁気ブラシを形成することで、感光体１００上の潜像Ｌｉに対するトナー付着量を大きくすることができ、いわゆる現像性の高い現像方法を得ることができる。
【０１６５】
図１４は、図３における電源ＶＰとして交番電圧電源を用いた場合、更に詳くは、直流と交流を重畳した電圧を発生する電源を用いることで、現像バイアスの電界を交番電界としたときの反転現像方式における現像状態を模式的に示した図である。
【０１６６】
このように、感光体１００と現像スリーブ１１１ｃが対向する部位において、交番電界を印加することもできる。本例の現像方法では、現像スリーブ１１１ｃに印加するバイアス電界は、特に、直流と交流を重畳させて発生させる交番電界が好ましい。
【０１６７】
図１４において、上述した直流電界の場合と同じように、例えば、負極性トナーＴは、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との間に印加された電界により現像される。
【０１６８】
この場合も、現像スリーブ１１１ｃ上の磁性キャリアＣＣが誘電体であるために、感光体１００と磁性キャリアＣＣが集合した磁気穂では、さらに電界が強められることにより、磁性キャリアＣＣ上に付着しているトナーＴが、感光体１００の潜像Ｌｉに現像される。さらに、交番電界が印加されていることにより、現像されて感光体１００上にあるトナーＴが振動するように運動し、次第に潜像Ｌｉに忠実に揃えられ高品位の画像を得ることができる。また、ここでも、感光体１００に磁気ブラシの穂が近接していると磁性キャリアＣＣによって強調された電界が生ずるために、この部分でトナーＴが振動するようにより激しく運動し、さらに、潜像Ｌｉに忠実に揃えられ高品位の画像を得ることができる。
【０１６９】
つまり、現像バイアス電界として、負側に偏倚した交番電界が印加されていることにより、画像部においては遊離トナーＴは画像部に向かう強弱のベクトルの作用を受けつつ確実に画像部に到達し、非画像部に仮に存在したとしても、非画像部側から現像スリーブ１１１ｃ側へ向かう強弱のベクトルの作用を受けつつ確実に非画像部から離間させられて地肌汚れが防止される。
【０１７０】
［３］対向領域に形成される電界強度（請求項１、２、５、８、１０、１２関連）
本願発明者らが、前記した実体顕微鏡（オリンパス社製：ＳＺＨ１０）とハイスピードカメラ（フォトロン社製：ＦＡＳＴＣＡＭ−Ｕｌｔｉｍａ−Ｉ２）とを用いた観察系により、現像領域前域部Ａ０付近のトナー飛翔を、トナー平均帯電量Ａ（Ｃ／ｋｇ）、トナー濃度ＴＣ（ｗｔ％）、トナー平均粒径ｄ（ｍ）、磁性キャリア平均粒径Ｄ（ｍ）、現像剤担持体の直径Ｒ（ｍ）、現像剤担持体の線速ｖＳＬ（ｍ／ｓｅｃ）をパラメータとして詳細に観察したところ、以下の表１に示すように、現像のためキャリアからトナーが飛翔するためにはその飛翔位置Ｐでの電界強度Ｅとして次式（▲１▼式）の条件を満足することが必要であることがわかった。
【０１７１】
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜　・・・・▲１▼式
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）である。
【０１７２】
表１において、ρＴ　＝１２５０、ρＣ　＝５０００、現像剤担持体（上記例における現像スリーブ１１１ｃ相当）上には上記飛翔位置Ｐから像担持体表面（上記例における感光体１００相当）との最短距離をＬ（ｍ）とし、現像電界として現像剤担持体に、直流成分−５００Ｖ、交流成分としてＶｐ−ｐ：８００Ｖ、周波数：４．５ｋＨの矩形波を重畳した交番電界を印加し、像担持体は画像部電位−１００Ｖで行った。撮影速度は１８０００コマ／秒である。
【０１７３】
【表１】
2004109701.tif 000003
【０１７４】
ここで、表１において、○印はトナー飛翔有り、×印はトナー飛翔無しを表し、○×印は僅かではあるが飛翔していることを示す。このようにトナー飛翔の有無を生じるのは、トナーの帯電量に分布があるためと考えられる。表１において、〇印のついた欄の条件で▲１▼式を満足している。
【０１７５】
▲１▼式の根拠は次のような考察に基づく。▲１▼式は、トナーが飛翔する条件であるので、運動を考慮した場合の、キャリアからトナーが飛び出す閾値を示す電界の式として次の▲２▼式の成立を考える必要がある。
【０１７６】
【数１】
2004109701.tif 000004
【０１７７】
そこで先ず、キャリア上に付着したトナーには、ｖａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力を無視した場合、次の▲３▼式で示すトナー−キャリア間付着力Ｆｔが作用する。
【０１７８】
【数２】
2004109701.tif 000005
【０１７９】
この付着力Ｆｔより電界からの力が勝ったときトナーはキャリアから離れるから、そのときの電界Ｅは、次の▲４▼式で示される。
【０１８０】
【数３】
2004109701.tif 000006
【０１８１】
上記の▲４▼式でｑは、▲５▼式で示される。
【０１８２】
【数４】
2004109701.tif 000007
【０１８３】
よって、電界Ｅは次の▲６▼式で示される。
【０１８４】
【数５】
2004109701.tif 000008
【０１８５】
定数αについて実験的に検討したところ、定数αは次の▲７▼式で示されることがわかった。
【０１８６】
【数６】
2004109701.tif 000009
【０１８７】
▲７▼式において、ｎはキャリア１個当たりに付着しているトナー数で、均一にトナーがキャリア上に付着していると仮定した場合、トナー濃度ＴＣにおけるｎは重量比の関係から、次の▲８▼式で示される。
【０１８８】
【数７】
2004109701.tif 000010
【０１８９】
▲８▼式で、ｍ：トナーの質量、ｄ：トナーの直径（粒径）、ρＴ：トナーの比重であり、Ｍ：キャリアの質量、Ｄ：キャリアの直径（粒径）、ρＣ：キャリアの比重である。また、Ｒは現像剤担持体の直径、ｖＳＬは現像剤担持体の線速である。
▲６▼式に▲７▼式、▲８▼式のα、ｎなどを代入整理することで、上記▲２▼式を得る。この▲２▼式はキャリアからトナーが飛び出す電界の閾値を示すものであるから、▲２▼式より、現像を可能にする遊離トナーの発生に関する▲１▼式が導かれる。
【０１９０】
ここで、▲７▼式、▲８▼式における物理的な理由は不明であるが、この意味するところは、
Ｒ：現像剤担持体の直径が長くなるほど曲率半径は大きくなり磁気ブラシの穂立ちがなだらかになり、機械的力が弱まるため、より大きな電界が必要になる、
ｖＳＬ：現像剤担持体の線速が早くなるほど、キャリア上トナーに機械的作用力が働き、キャリア上トナーの飛び出す電界は小さくなる、
ｎ：一般にＴＣが高くなると、トナー帯電量ｑは小さくなり、機械的作用力の影響が大きくなり、キャリア上トナーはより小さい電界で飛び出す。また、ＴＣの変化でｑが変化しない場合も、ｎが大きい方が１個のトナーが飛翔したときにキャリア上に残るカウンターチャージの影響が小さいため、より小さい電界で飛び出すことが可能となる、
と考えられる。
【０１９１】
これまでの現像方法、現像装置などの説明において、現像スリーブと感光体１００との対向領域における現像態様として、▲１▼磁性キャリアの集合した穂が立ち上がる部分が１ヵ所以上存在する態様（請求項１関連）▲２▼磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、そして穂が寝る連続部分が少なくとも１ヵ所以上存在する態様（請求項２関連）▲３▼表面にトナーを有する磁性キャリアから、トナーを現像スリーブ１１１ｃに散布する態様（請求項５関連）▲４▼トナーを表面に有する磁性キャリアにより形成される磁気ブラシを感光体１００に摺接又は近接させて、トナーを現像させる態様（請求項８関連）▲５▼表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成し、磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、そして穂が寝る間にトナーを離脱させて現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に接触させて離脱させる遊離トナーを像担持体へ散布して現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に摺擦又は近接させて現像する態様（請求項１０関連）▲６▼表面にトナーを有する磁性キャリアが集合した穂と、磁性キャリア表面から離脱させる遊離トナーとを含む磁気ブラシを形成し、磁性キャリアの集合した穂が立ち上がり、さらに寝る間にトナーを離脱させて現像し、かつ、磁気ブラシを像担持体に近接させて現像する態様（請求項１２関連）について述べた。
【０１９２】
これらの現像態様において、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との対向領域に形成される電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）が、
Ｅ≧｜（Ａ・ρＴ・ｄ・Ｒ）／（３Ｂ１／２・ε０・ｖＳＬ）｜
ただし、Ｂ＝ＴＣ・Ｄ３・ρＣ／（１００−ＴＣ）・ｄ３・ρＴ
ここで、Ａ：トナー平均帯電量（Ｃ／ｋｇ）、ＴＣ：トナー濃度（ｗｔ％）、ｄ：トナー平均粒径（ｍ）、Ｄ：磁性キャリア平均粒径（ｍ）、ρＴ：トナー比重（ｋｇ／ｍ３）、ρＣ：キャリア比重（ｋｇ／ｍ３）、ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）、Ｒ；現像剤担持体の直径（ｍ）、ｖＳＬ：現像剤担持体の線速（ｍ／ｓｅｃ）となる領域を構成し、この領域で上記▲１▼〜▲６▼などの現像態様を実施することにより、遊離トナーの発生及びその飛翔を得て本発明の課題とする高品質の現像を得ることができた。
【０１９３】
［４］画像形成装置（請求項１７関連）
以上説明した本発明にかかる現像方法を行なう現像装置を備えた画像形成装置を例示する。この画像形成装置は、前記図１乃至図４で説明した基本構成を備えた現像装置を具備している。この現像装置は、必要に応じて、前記した内容の変更を加えて実施される。
【０１９４】
図１５は、画像形成装置の一例としてのカラー複写機の概略構成を示している。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３、図示省略の制御部等で構成されている。
【０１９５】
上記カラースキャナ１は、コンタクトガラス４上の原稿５の画像を照明ランプ６、ミラー群７ａ、７ｂ及びレンズ８を介してカラーセンサ９に結像して、原稿５のカラー画像情報を、例えばレッド（Ｒｅｄ）、グリーン（Ｇｒｅｅｎ）、ブルー（Ｂｌｕｅ）（以下、それぞれＲ、Ｇ、Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。
【０１９６】
カラーセンサ９は、本例ではＲ、Ｇ、Ｂの色分解手段とＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）のような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１で得たＲ、Ｇ、Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとにして図示しない画像処理部で色変換処理を行い、ブラック（Ｂｌａｃｋ、以下、Ｂｋという）、シアン（Ｃｙａｎ、以下、Ｃという）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ、以下、Ｍという）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ、以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
【０１９７】
上記Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ６及びミラー群７ａ、７ｂ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿５を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【０１９８】
上記カラープリンタ２は、像担持体としての筒状をした感光体１００、書き込み光学ユニット１０、現像装置としてのリボルバ現像ユニット１１、中間転写装置１２、定着装置１３等で構成されている。
【０１９９】
感光体１００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリ−ニング装置１４、除電ランプ１５、帯電器１０１、帯電電位検出手段としての電位センサ１６、リボルバ現像ユニット１１の選択された現像器２４（これが前記図１乃至図４で説明した現像装置１１０に相当する）、現像濃度パターン検知器１７、中間転写装置１２の中間転写ベルト１８などが配置されている。
【０２００】
また、上記書き込み光学ユニット１０は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿５の画像に対応した光書き込みを行い、感光体１００に潜像を形成する。この書き込み光学ユニット１０は、光源としての半導体レーザー１９、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー２０とその回転用モ−タ２１、ｆ／θレンズ２２、反射ミラー２３などで構成されている。
【０２０１】
また、上記リボルバ現像ユニット１１は、Ｂｋ現像器２４Ｋ、Ｃ現像器２４Ｃ、Ｍ現像器２４Ｍ、Ｙ現像器２４Ｙ、及び各現像器を矢印の反時計方向に回転させる後述のリボルバ回転駆動部などで構成されている。
【０２０２】
各現像器は、感光体１００に対向して配置され、内部に磁石を有する現像スリーブ１１１ｃを備え、このスリーブ１１１ｃがトナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面に担持して、この担持した二成分現像剤を感光体１００との間の対向領域に搬送し、現像スリーブ１１１ｃと感光体１００との間に電界を印加し、感光体１００の表面上に形成されている潜像をトナーで現像する。
【０２０３】
各現像器２４内のトナーは磁性キャリアであるフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリ−ブ１１１ｃには現像バイアス用の電源ＶＰ（図３参照）によって負の直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス等が印加され、現像スリ−ブ１１１ｃが感光体１００の導電性支持体３１（図３参照）に対して所定電位にバイアスされている。前記▲１▼式を満足する電界強度はこの電源ＶＰにより与えることができる。
【０２０４】
複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット１１はＢｋ現像器２４Ｋが現像位置にセットされており、コピ−動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データの読み取りが開始し、このカラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる潜像をＢｋ潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。
【０２０５】
このＢｋ潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像スリ−ブ１１１ｃを回転開始して、Ｂｋ潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂｋ潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット１１が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、このリボルバ現像ユニット１１については、後で詳しく説明する。
【０２０６】
また、上記中間転写装置１２は、中間転写ベルト１８、ベルトクリ−ニング装置２５、搬送ベルト３８、紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６などで構成されている。中間転写ベルト１８は駆動ローラ１８ａ、転写対向ロ−ラ１８ｂ、クリ−ニング対向ロ−ラ１８ｃ及び従動ロ−ラ群に張架されており、図示しない駆動モ−タにより駆動制御される。
【０２０７】
この中間転写ベルト１８の材質は、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）であり、その電気抵抗は表面抵抗で１０８〜１０１０Ω／ｃｍ２程度である。またベルトクリ−ニング装置２５は、入口シ−ル、ゴムブレ−ド、排出コイル、入口シ−ル及びゴムブレ−ドの接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト１８に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写している間はブレード接離機構によって中間転写ベルト１８面から入口シ−ル、ブレ−ドを離間させておく。また紙転写器２６は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト１８上の重ねトナー像を記録紙２７に一括転写する。
【０２０８】
また、カラープリンタ２内の記録紙カセット２８及び給紙バンク３内の記録紙カセット３００ａ、ｂ、ｃには、各種サイズの記録紙２７が収納されており、指定されたサイズの記録紙２７のカセットから、給紙コロ３０、３１ａ、ｂ、ｃによってレジストロ−ラ対３０方向に給紙、搬送される。また、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用にプリンタ２の右側面に手差しトレイ３３がある。
【０２０９】
上記構成のカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体１００は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト１８は矢印の時計回りに図示しない駆動モ−タによって回転される。中間転写ベルト１８の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト１８上に重ねてトナー像が形成される。
【０２１０】
上記Ｂｋトナー像形成は次のように行われる。帯電器１０１はコロナ放電によって感光体１００を負電荷で一様帯電する。そして、半導体レーザー１９はＢｋカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電された感光体１００の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ潜像が形成される。
【０２１１】
Ｂｋ潜像にＢｋ現像スリーブ上の負帯電のＢｋトナーが接触することにより、感光体１００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着し、潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。
【０２１２】
感光体１００上に形成されたＢｋトナー像は、感光体１００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト１８の表面に、ベルト転写器３４によって転写される（以下、感光体１００から中間転写ベルト１８へのトナー像転写をベルト転写という）。
【０２１３】
感光体１００上の若干の未転写残留トナーは、感光体１００の再使用に備えて感光体クリ−ニング装置１４で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄えられる。
【０２１４】
感光体１００側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によるＣ画像データ読み取りが始まり、そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ潜像形成を行う。そして、先のＢｋ潜像の後端部が通過した後で、かつＣ潜像の先端部が到達する前にリボルバー現像ユニット１１の回転動作が行われ、Ｃ現像器２４Ｃが現像位置にセットされてＣ潜像がＣトナーで現像される。
【０２１５】
以後、Ｃ潜像領域の現像を続けるが、Ｃ潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器２４Ｋの場合と同様にリボルバー現像ユニット１１の回転動作を行い、次のＭ現像器２４Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、潜像形成、現像の動作が上述のＢＫ、Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。
【０２１６】
上記中間転写ベルト１８には、感光体１００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー像が記録紙２７に紙転写器２６により一括転写される。
【０２１７】
上記画像形成動作を開始する時期に、記録紙２７は上記記録紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対３２のニップで待機している。紙転写器２６に中間転写ベルト１８上のトナー像先端がさしかかるときに、丁度、記録紙２７の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対３２が駆動され、搬送ベルト３８の助けで記録紙２７とトナー像とのレジスト合わせが行われる。
【０２１８】
記録紙５が中間転写ベルト１８上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器２６の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で記録紙２７が正電荷で荷電され、トナー画像のほとんどが記録紙２７上に転写される。続いて紙転写器２６の左側に配置した図示しないＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器との対向部を通過するときに、記録紙２７は除電され、中間転写ベルト１８から剥離されて、搬送ベルト２７から搬送ベルト３５に移る。
【０２１９】
中間転写ベルト１８面から４色重ねトナー像を一括転写された記録紙２７は、紙搬送ベルト３５で定着装置３６に搬送され、所定温度に制御された定着ロ−ラ３６ａと加圧ロ−ラ３６ｂのニップ部でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対３７で装置本体外に送り出され、図示しないコピ−トレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【０２２０】
一方、ベルト転写後の感光体１００の表面は、感光体クリ−ニング装置１４（ブラシロ−ラ、ゴムブレ−ド）でクリ−ニングされ、除電ランプ１５で均一に除電される。また、記録紙２７にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１８の表面は、ベルトクリ−ニング装置２５のブレードを再びブレ−ド接離機構で押圧することによってクリ−ニングされる。
【０２２１】
ここで、リピ−トコピ−のときは、カラースキャナ１の動作及び感光体１００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト１８の方は、１枚目の４色重ねトナー像の記録紙２７への一括転写工程に引き続き、表面のベルトクリ−ニング装置２５でクリ−ニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
【０２２２】
以上は、４色フルカラーコピ−を得るコピ−モ−ドであったが、３色コピ−モ−ド、２色コピ−モ−ドの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
【０２２３】
また、単色コピ−モ−ドの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット１１の所定色の現像器のみを現像作動状態にして、ベルトクリ−ニング装置２５のブレ−ドを中間転写ベルト１８に押圧状態のまま連続してコピ−動作を行う。
【０２２４】
また、Ａ３サイズのフルカラーコピーモードの場合には、中間転写ベルト１８が１周するごとに１色のトナー像を形成し、４回転で４色のトナー像を形成していくのが望ましいが、装置全体を小さく、つまり中間転写ベルト１８の周長を抑え、小サイズの場合のコピースピードを確保し、かつ最大サイズのコピースピードも落さないようにするためには、中間転写ベルト１８が２周する間に１色のトナー像を形成するのが好ましい。この場合には、Ｂｋトナー像を中間転写ベルト１８に転写した後、次の中間転写ベルト１８の１周では、カラープリンタ２における現像及び転写が行われずに空回転し、その次の１周で次色のＣトナーによる現像を行い、そのＣトナー像を中間転写ベルト１８に転写するように順次行っていく。このとき現像器切り換えのためのリボルバ現像ユニット１１の回転動作は、上記空回転時に行う。
【０２２５】
本発明の画像形成装置では、遊離トナーで現像を行なう現像装置を備え、対向領域で前記▲１▼式満足する所定の電界強度のもとで、遊離トナーで現像することで、広い範囲で現像領域を設定することにより、現像されるトナーの供給量を多くすることで、機械を設計する際の現像ギャップ、現像スリーブの回転数等の許容範囲を広くすることでき、また、ソリッド部や横細線の高品位の画像、特に、カラーの画像では、ハーフトーン部の再現性の優れた画像を得る画像形成装置を提供することができる。
【０２２６】
【発明の効果】
請求項１乃至１３記載の発明では、従来の現像領域よりも広い範囲で現像領域を設定することにより、現像領域におけるトナーの現像される量を多くして、ソリッド部のベタ濃度の高い画像を得ることができる。
【０２２７】
請求項１４記載の発明では、ハーフトーン部の後端白抜けや横細線画像のカスレを防止することができる。
【０２２８】
請求項１５記載の発明では、トナーが振動するようにより激しく運動し、さらに、潜像に忠実に揃えられ高品位の画像を得ることができる。
【０２２９】
請求項１６記載の発明では、従来の現像領域よりも広い範囲で現像領域を設定することから、現像スリーブの回転数を高くしなくとも、現像されるトナーの供給量を多くする現像装置を提供することができる。
【０２３０】
請求項１７記載の発明では、広い範囲で現像領域を設定することにより、現像されるトナーの供給量を多くすることで、機械を設計する際の現像ギャップ、現像スリーブの回転数等の許容範囲を広くすることでき、また、ソリッド部や横細線の高品位の画像、特に、カラーの画像では、ハーフトーン部の再現性の優れた画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像装置の基本構成を説明した正面図である。
【図２】現像スリーブの断面図である。
【図３】現像装置の基本構成を説明した概略構成図である。
【図４】図４（ａ）は磁力分布とその大きさ程度を示した図、図４（ｂ）は各磁石の位置関係を説明した図である。
【図５】図５（ａ）乃至（ｇ）は、磁気穂の変位と遊離トナーの発生を段階的に説明した図である。
【図６】対向領域に複数の穂立ち部を形成した例を説明した図である。
【図７】穂立ち部を拡大して模視的に示した図である。
【図８】穂立ち部を拡大して模視的に示した図である。
【図９】穂立ち部を拡大して模視的に示した図である。
【図１０】磁気穂が感光体に接触して散布状に遊離トナーが発生する状態を説明した斜視図である。
【図１１】磁気穂が感光体に摺接（又は近接）する状態を拡大して模視的に示した図である。
【図１２】穂立ち部が感光体に近接して移動する例を説明した図である。
【図１３】像担持体上でトナーに作用する静電力を模視的に説明した図である。
【図１４】像担持体上でトナーに作用する静電力を模視的に説明した図である。
【図１５】画像形成装置の概略構成を説明した図である。
【符号の説明】
ＢＲ１ａ、ＢＲ１ｂ、ＢＲ１ｃ　磁気ブラシ
ＳＰ１ａ、ＳＰ１ｂ、ＳＰ１ｃ　穂立ち部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004109701.tif 000022
【図１３】
2004109701.tif 000023
【図１４】
2004109701.tif 000024
【図１５】
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