JP2000019822A

JP2000019822A - 現像装置、現像方法及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2000019822A
Application number: JP10186305A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sato; 和彦佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置内の二成分現像剤が、攪拌搬送部材
と現像器本体との間で現像剤濃度滞留を生じ、現像剤の
帯電量不足や、画像濃度の低下や、放置混色や、細線再
現性の低下等の問題が発生することを防止する。【解決手段】現像スリーブ１４１より最遠部の現像器
本体１４０内壁に対向して配置された第１の回転部材１
４６の外周軌跡の垂直方向最上端位置ｘでの回転方向
が、現像スリーブ１４１に対向する側とは反対の方向の
現像器本体１４０内壁の最遠部に指向し、かつ、第１の
回転部材１４６の外周軌跡の垂直方向最上端位置ｘ近傍
から、第１の回転部材１４６の回転方向に向けて回転角
度２０°〜９０°の範囲内で、第１の回転部材１４６の
外周軌跡と現像器本体１４０の内壁との間に上方の間隙
部ａを形成し、上方の間隙部ａの間隙距離Ａ（μｍ）
が、キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ（μｍ）との間に下
記の関係式を満たす現像装置。１×Ｄ≦Ａ≦３００×Ｄ（但し、Ｄ＝１０〜１００μｍ、Ａ＝２０〜３０００μ
ｍ）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等に備えられ、静電潜像
を現像する現像装置、現像方法及び画像形成装置に関
し、特に、現像装置の現像剤攪拌搬送手段の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像方式には、通常の電
子写真複写機等に用いられる正規現像方式と、デジタル
プリンタやデジタル電子写真複写機等に用いられる反転
現像方式が知られている。反転現像方式には、一般にレ
ーザ、ＬＥＤ等を光源として用い、帯電、露光により像
担持体上に形成された潜像を、像担持体の帯電極性と同
極性に帯電したトナーにより現像して、トナー像とする
方式である。例えば、像担持体の帯電極性が負の場合、
トナーの極性も負であり、露光により生じた電位差を利
用して現像し、像担持体上にトナー像を形成する方式で
ある。現像処理後に、コロナ放電等を用いる転写装置に
より転写材をトナーの極性と逆極性に帯電させ、像担持
体上のトナー像を転写材により転写させる。その後、Ａ
ＣコロナまたはＤＣコロナ放電により転写材の電位を下
げ、転写材と像担持体との付着力を低減させたのち、像
担持体表面から転写材を剥離し、次のプロセスに移行す
る。

【０００３】従来の現像装置においては、回転する像担
持体に近接して回転する現像剤担持体が配置されてい
る。該現像剤担持体は中空円筒体状に形成されて、前記
像担持体に対向する側に開口部を有する現像器本体に収
納されている。該現像剤担持体には、例えば−６００Ｖ
の直流電圧に、２７００Ｖ，８０００Ｈｚの交流電圧が
重畳された現像バイアス電圧が印加される。該現像剤担
持体は、その内部に固定磁石を有し、現像剤担持体の外
周表面には、トナー粒子と磁性粒子（キャリア）とを混
合した二成分現像剤を担持している。

【０００４】現像装置は、前記トナーとキャリアとから
成る二成分現像剤を収容する現像器本体、内部に固定の
磁石体を有する磁界発生手段を有する現像剤搬送手段で
ある現像剤担持体、現像剤供給部材、前記現像剤担持体
上の現像剤層厚を所定量に規制する現像剤層厚規制部
材、現像剤攪拌搬送部材から構成されている。前記現像
器本体の上部に開口したトナー補給口部でトナー補給装
置から前記現像器本体内に補給されたトナーは、回転す
る前記現像剤攪拌搬送部材により前記現像器本体内に収
容された現像剤と攪拌、混合されて均一なトナー濃度に
なり、前記回転する前記現像剤供給部材により前記現像
剤担持体の外周面上に供給される。

【０００５】近年は、これらの分野においてもカラー化
の要望が強く、電子写真方式によるカラー画像形成方法
及び装置の研究が盛んにされてきている。その中で、コ
ンパクトな機構であり、高画質な画像も得られることか
ら、像担持体上に一様帯電、像露光を行い形成された潜
像を反転現像する一連の工程を繰り返し行って、重ね合
わせカラー画像を形成後、転写体上に一括転写する画像
形成方式（いわゆるＫＮＣ方式）が注目され多くの技術
検討がなされている。

【０００６】代表的な特許としては、特開昭６０−７６
７６６号公報を始めとして多数あるが、特開昭６０−９
５４５６号公報には、現像剤搬送担持体と像担持体の間
に形成された振動電界により、該像担持体上に形成され
ている潜像を非接触現像する工程を２回以上繰り返しカ
ラー重ね合わせ像を作製する画像形成方法において、レ
ーザー光等によりドット露光によって静電潜像を作製
し、イエロー、マゼンタ、シアンの色像の各ドットを重
ね合わせる事によってより良い画質が得られるという技
術が開示されている。

【０００７】特に、上記のＫＮＣ方式では、現像剤担持
体上に２００〜６００μｍ程度の薄い現像剤層を形成す
る必要から、現像剤を劣化させる事なく攪拌、搬送して
現像剤担持体表面まで運ぶことは安定した画像を得るた
めに非常に重要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】現像装置における現像
剤攪拌搬送部材（回転部材）で現像剤を攪拌混合すると
き、回転部材の回転方向の側面上部に滞留する現像剤が
存在する。この滞留している現像剤は、攪拌混合が不十
分であり、十分な帯電量に立ち上がっていないため、画
像形成装置の何らかの振動により、その現像剤が現像担
持体に供給されると、文字チリ、混色、画像欠陥などを
引き起こす。また、補給されたトナーも、その回転方向
の側面上部に滞留するものが存在し、より一層、攪拌不
足の現像剤が、現像器中に発生することで安定した画像
を長期間にわたって出力することが難しい。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解決するためになされたものであり、攪拌手段を改善
することにより、補給トナーを現像する前に十分に攪拌
混合することで所定の帯電量を保持し、文字チリや混
色、濃度変動を防止し、高画質の画像を形成可能にする
とともに、現像剤劣化を低減することで長期にわたり安
定した画像が得られる現像装置、現像方法、画像形成装
置を提供することを目的とするものである。

【００１０】上記の目的は、下記の本発明により達成さ
れる。

【００１１】（１）本発明の請求項１に記載の現像装置
は、静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され回
転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の回転軸に平
行して回転可能に配置され、キャリア粒子とトナー粒子
とから成る二成分現像剤を攪拌搬送する回転部材と、前
記現像剤担持体、前記回転部材を収容する現像器本体と
から成る現像装置において、前記現像剤担持体より最遠
部の現像器本体内壁に対向して配置された前記回転部材
の外周軌跡の垂直方向最上端位置での回転方向が、前記
現像剤担持体に対向する側とは反対の方向の現像器本体
内壁の最遠部に指向し、かつ、前記回転部材の外周軌跡
の垂直方向最上端位置近傍から、前記回転部材の回転方
向に向けて回転角度２０°〜９０°の範囲内で、前記回
転部材の外周軌跡と前記現像器本体の内壁との間に上方
の間隙部を形成し、前記上方の間隙部の間隙距離Ａ（μ
ｍ）が、前記キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ（μｍ）と
の間に下記の関係式を満たすことを特徴とするものであ
る。

【００１２】１×Ｄ≦Ａ≦３００×Ｄ（Ｄ＝１０〜１００μｍ、Ａ＝２０〜３０００μｍ）（２）本発明の請求項４に記載の現像装置は、静電潜像
を担持する像担持体に対向して配置され回転可能な現像
剤担持体と、該現像剤担持体の回転軸に平行して回転可
能に配置され、キャリア粒子とトナー粒子とから成る二
成分現像剤を攪拌搬送する複数の回転部材と、前記現像
剤担持体、前記複数の回転部材を収容する現像器本体と
から成る現像装置において、前記現像剤担持体より最遠
部に配置された前記回転部材の外周軌跡が前記現像器本
体の下方内壁に近接する下方の間隙部は、前記回転部材
の外周軌跡の垂直方向最下端位置から、前記回転部材の
回転中心より回転正負方向に、角度９０°の範囲内に形
成され、前記間隙部の間隙距離Ｂ（μｍ）が、前記キャ
リア粒子の体積平均粒径Ｄ（μｍ）との間に下記の関係
式を満たすことを特徴とするものである。

【００１３】１×Ｄ≦Ｂ≦１００×Ｄ（Ｄ＝１０〜１００μｍ、Ｂ＝２０〜１５００μｍ）（３）本発明の請求項７に記載の現像方法は、トナー補
給装置から補給されたトナーと現像装置内の現像剤とを
攪拌、搬送して現像剤担持体に供給する現像方法におい
て、前記請求項１に記載の現像器本体の内壁と回転部材
の外周軌跡との上方の間隙距離Ａ及び／又は下方の間隙
距離Ｂを有する間隙部において、現像剤を攪拌しつつ搬
送して現像剤担持体に供給することを特徴とするもので
ある。

【００１４】（４）本発明の請求項８に記載の画像形成
装置は、像担持体上に形成された静電潜像を、請求項１
に記載の現像装置の現像器本体の内壁と回転部材の外周
軌跡との上方の間隙距離Ａ及び／又は下方の間隙距離Ｂ
を有する間隙部において、現像剤を攪拌しつつ搬送し、
現像剤担持体に供給して現像領域で現像し、前記像担持
体上にトナー像を形成し、該トナー像を被転写材に転写
することを特徴とするものである。

【００１５】（５）本発明の請求項１１に記載の画像形
成装置は、異なる色の現像剤をそれぞれ収容した複数の
現像装置により、像担持体上に複数色のトナー像を重ね
合わせて形成し、該重ね合わせトナー像を転写手段によ
り被転写材に転写してカラー画像を形成する画像形成装
置において、前記請求項１に記載の現像器本体の内壁と
回転部材の外周軌跡との上方の間隙距離Ａ及び／又は下
方の間隙距離Ｂを有する間隙部において、現像剤を攪拌
しつつ搬送して、現像剤担持体に供給して現像領域で現
像する現像装置を備えたことを特徴とするものである。

【００１６】本発明は、現像装置内の現像剤攪拌搬送用
の回転部材の外周部と現像器本体の内壁との間隙Ａ及び
Ｂを、キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ（μｍ）との関係
で、それぞれ最適化することで、攪拌搬送性能が向上し
て、プリント中の現像剤の帯電量分布が安定し、画像濃
度低下や放置混色や細線再現性低下などの問題点を解決
することができた。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、本発明の現像装置を複数組搭載した画像形成装置
の一例であるカラープリンタの構成とその作用を図１の
断面構成図によって説明する。

【００１８】図１は、本実施の形態の現像装置及びこの
現像装置を搭載した画像形成装置であるカラープリンタ
を示す断面構成図である。

【００１９】このカラープリンタは、像担持体上に順次
形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部で
記録紙上に１回で転写してカラー画像を形成し、その
後、記録紙を像担持体面から剥離する方式のカラー画像
形成装置である。

【００２０】このカラープリンタは、像担持体である可
撓性の無端ベルト状の感光体（以下、ベルト感光体と称
す）１０の周囲に、４組のスコロトロン帯電器（以下、
帯電器と称す）１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、４組
の像露光装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、４組の
現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋとから成る画像
形成ユニットを複数組（図示の４組）縦列に配設したも
のである。像露光装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としてレ
ーザビーム走査光学装置を使用した。

【００２１】ベルト感光体１０は、駆動ローラ１０１及
び回動ローラ１０２，１０３に張架され、テンションロ
ーラ１０４の作用により緊張状態にされ、内周面に設け
られたバックアップ部材１０５により局部的に当接しな
がら、図示の時計方向に回動する。バックアップ部材１
０５は、ベルト感光体１０の背面に当接して、現像剤担
持体（以下、現像スリーブと称す）１４１（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）の現像領域及び像露光装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）の結像位置にベルト感光体１０を規制している。

【００２２】画像記録のスタートにより、駆動モータが
回動して駆動ローラ１０１を介してベルト感光体１０は
図示の時計方向へと回動し、帯電器１１Ｙの帯電作用に
よりベルト感光体１０への電位の付与が開始される。ベ
ルト感光体１０は電位を付与されたあと、像露光装置１
３Ｙにおいて第１の色信号すなわちイエロー（Ｙ）の画
像信号に対応する電気信号による露光が開始され、ベル
トの回転（副走査）によってその表面の感光層に現像画
像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像を形成す
る。この潜像は現像器１４Ｙにより現像スリーブ１４１
Ｙ上に付着搬送された現像剤が、現像領域において非接
触の状態で反転現像され、ベルト感光体１０の回転に対
応してイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００２３】次いでベルト感光体１０はイエロー（Ｙ）
のトナー像の上にさらに帯電器１１Ｍの帯電作用により
電位が付与され、像露光装置１３Ｍの第２の色信号すな
わちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号によ
る露光が行われ、現像器１４Ｍによる非接触の反転現像
によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼン
タ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて形成される。

【００２４】同様のプロセスにより帯電器１１Ｃ、像露
光装置１３Ｃ及び現像器１４Ｃによってさらに第３の色
信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が形成される。
さらに帯電器１１Ｋ、像露光装置１３Ｋ及び現像器１４
Ｋによって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー
像が順次重ね合わせて形成され、ベルト感光体１０の一
回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成され
る。

【００２５】現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ及び１４Ｋ
による現像作用に際しては、それぞれ現像スリーブ１４
１Ｙ，１４１Ｍ，１４１Ｃ及び１４１Ｋに対し、ベルト
感光体１０の帯電と同極性の直流バイアス、あるいは直
流バイアスに交流を重畳した現像バイアスが印加され、
現像スリーブ１４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に付着した二
成分現像剤による非接触反転現像が行われて、導電層を
接地したベルト感光体１０上の露光部にトナーを付着さ
せる。

【００２６】かくして、ベルト感光体１０の周面上に形
成されたカラーのトナー像は帯電器１１Ｆによって付着
トナーの電位が揃えられたのち転写前露光器によって除
電が行われ、転写部において、給紙装置である給紙カセ
ット２０Ａ，２０Ｂ或いは手差し給紙部２０Ｃから、そ
れぞれ給紙手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより送り出さ
れ、レジストローラ対２３へと搬送され、レジストロー
ラ対２３の駆動によってベルト感光体１０上のトナー像
領域と同期して給紙される転写紙上に、ベルト感光体１
０の駆動用の駆動ローラ１０１の下部に対向して配置さ
れた転写装置（転写ローラ）１７により転写される。

【００２７】トナー像の転写を受けた被転写材（転写
紙）は、駆動ローラ１０１の曲率に沿ったベルト感光体
１０周面より分離されたのち、定着装置２４へ搬送さ
れ、定着装置２４において加熱・圧着されてトナーが転
写紙上に溶着・定着されて定着装置２４より排出され、
排紙ローラ対２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃにより搬送され
て、上部に設けられた排紙トレイ２６上に転写紙のトナ
ー像面を下面にして排出される。

【００２８】一方、転写紙を分離したベルト感光体１０
はクリーニング装置１９においてクリーニングブレード
１９１によってベルト感光体１０面の摺擦がなされ、残
留トナーの除去・清掃がなされて、次の原稿画像のトナ
ー像の形成を続行するか、もしくは一旦停止して待機す
る。なお、次の原稿画像のトナー像の形成が続いて行わ
れるときは、帯電前除電器１２によるベルト感光体１０
の感光体面への露光が行われて前歴の除去がなされる。

【００２９】前記複数の現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４
Ｃ，１４Ｋは、ほぼ同じ構成をなすから、以下、これら
の現像器を代表して現像装置１４と称して説明する。

【００３０】図２は本発明の現像装置１４の断面図であ
る。図において、１４０はトナーとキャリアとから成る
二成分現像剤を収容する現像器本体、１４１は現像スリ
ーブ、１４２は現像スリーブ１４１の内部に配置され現
像器本体１４０に固定された磁界発生手段（以下、マグ
ネットロールと称す）、１４３は現像スリーブ１４１上
の現像剤層厚を所定量に規制する現像剤層厚規制部材、
１４４は現像スリーブ１４１に現像剤を供給するパドル
形状の現像剤供給部材（以下、パドルホイールとも称
す）である。１４６，１４７は、スクリュー形状をなす
現像剤攪拌搬送部材であり、１４６はトナー補給側攪拌
部材（以下、第１の回転部材とも称す）、１４７はスリ
ーブ側攪拌部材（以下、第２の回転部材とも称す）であ
る。

【００３１】なお、現像剤供給部材１４４は複数のパド
ル部材が回転軸に立設されたパドルホイールに限定され
るものではなく、現像剤を効率良く搬送する他の形状で
もよい。また、図示の矢印は各ローラの回転方向を示
す。Ｅ１はＡＣ電源、Ｅ２はＤＣ電源である。

【００３２】上記の現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各
現像スリーブ１４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図２に示す
ような複数個の磁極Ｓ１，Ｓ２、Ｎ１〜Ｎ３を有し、こ
れらの複数個の磁極のうち互いに隣接する同極性の磁極
Ｎ２，Ｎ３により反発磁界を形成して、後述の所定条件
を満たす位置に配置されたパドルホイール１４４との相
乗効果により、現像スリーブ１４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）
上の現像剤を剥ぎ取り、現像スリーブ１４１上の画像履
歴を消去する。

【００３３】トナー補給側の第１の回転部材１４６と、
スリーブ側の第２の回転部材１４７とは、現像器本体１
４０の底部から直立した仕切り壁１４０ａを挟んで両側
に形成された第１の攪拌室１４０ｂ及び第２の攪拌室１
４０ｃ内にそれぞれ平行に配置され、互いに同方向に駆
動回転される。なお、第１の回転部材１４６と第２の回
転部材１４７とは、スクリュー形状の螺旋方向が逆に形
成され、各回転軸方向の現像剤搬送方向が互いに同方向
である。

【００３４】第１の攪拌室１４０ｂ及び第２の攪拌室１
４０ｃの上部は、上蓋部材１４５により閉蓋されてい
る。

【００３５】図１に示すトナーカートリッジ１５Ｙ，１
５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋから補給されたトナーは、現像装
置１４の上蓋部材１４５に穿設されたトナー補給口部
（図３の１４０ｆ）から第１の攪拌室１４０ｂ内に投
入、補給される。

【００３６】現像スリーブ１４１内には、複数個の磁極
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２が交互に配置されたマグ
ネットロール１４２が固設されている。これらの複数個
の磁極のうち、互いに隣接する２極Ｎ２，Ｎ３は同極性
に配置され、この隣接する同極性の磁極（剥ぎ取り磁
極）Ｎ２，Ｎ３により反発磁界が形成され、現像スリー
ブ１４１上の現像剤を剥ぎ取る剥ぎ取り磁極部分が形成
されている。

【００３７】現像スリーブ１４１の外径は、φ８ｍｍ以
上、φ６０ｍｍ以下が望ましい。外径が、φ８ｍｍ以上
であると、画像形成に必要な磁極Ｎ１，Ｓ２、剥ぎ取り
磁極Ｎ２，Ｎ３及び磁極Ｓ１から成る少なくとも５極の
磁極を有するマグネットロール１４２を形成することが
可能である。また、現像スリーブ１４１の外径がφ６０
ｍｍ以下であると、現像装置の小型化に有効である。特
に、複数組の現像装置（例えば現像器１４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ））を有するカラープリンタ（図１参照）におい
ては、複数の現像装置１４が小型化すると、ベルト感光
体１０を短くすることが可能になり、画像形成部を小型
にすることができる。

【００３８】図３は本発明の現像装置１４の水平断面図
である。

【００３９】図において、現像スリーブ１４１の両軸端
近傍は、玉軸受Ｂ１，Ｂ２により回転可能に支持されて
いる。複数の磁極を有するマグネットロール１４２の両
軸端は固定支持されている。図示しない駆動源に接続さ
れるカップリングＫと同軸の歯車Ｇ１は、現像スリーブ
１４１の一方の軸端に固定された歯車Ｇ２を回転させ
る。現像スリーブ１４１の他方の軸端に固定された駆動
歯車Ｇ３は、図示しない中間歯車を介して、パドルホイ
ール１４４の一方の軸端に固定された駆動歯車Ｇ４を回
転させる。駆動歯車Ｇ４は図示しない中間歯車を介し
て、第２の回転部材１４７の回転軸部１４７Ａに固定さ
れた駆動歯車Ｇ５に駆動を伝達する。駆動歯車Ｇ５は、
第１の回転部材１４６の回転軸部１４６Ａに固定された
駆動歯車Ｇ６に駆動を伝達する。

【００４０】このようにして、歯車Ｇ１の駆動回転によ
り、現像スリーブ１４１、パドルホイール１４４、第１
の回転部材１４６、第２の回転部材１４７がそれぞれ図
２に示す矢印方向に同時に回転される。また、第１の回
転部材１４６と第２の回転部材１４７とは、スクリュー
の螺旋方向が同方向形成され、逆回転するから、補給ト
ナー及び現像剤は、図３に示す白抜き矢印方向に循環搬
送される。

【００４１】第１の回転部材１４６は、トナー補給装置
から補給されたトナーをトナー補給口部１４０ｆより受
容して回転軸方向に搬送する。トナー補給口部１４０ｆ
は第１の回転部材１４６の一方の端部であって、現像剤
中のキャリアが実質的に存在しない部位である。

【００４２】第１の回転部材１４６の回転方向は、第１
の回転部材１４６の外周軌跡の垂直方向最上端位置ｘで
の回転方向が、現像スリーブ１４１に対向する側とは反
対の方向の現像器本体１４０の内壁の最遠部に指向して
いる。

【００４３】また、第２の回転部材１４７の回転方向
は、第２の回転部材１４７の外周軌跡の垂直方向最上端
位置での回転方向が、現像スリーブ１４１に対向する側
に指向している。従って、第１の回転部材１４６、第２
の回転部材１４７は、逆方向に回転する。また、第１の
回転部材１４６の回転方向は、現像スリーブ１４１の回
転方向と同一である。なお、現像スリーブ１４１の表面
は、ベルト感光体１０とと対向する現像領域において、
ベルト感光体１０と逆方向に回転される（図２参照）。

【００４４】駆動歯車Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６等は、現
像器本体１４０内の一方に、仕切り壁により形成された
駆動部室１４０ｇ内に収容されている。

【００４５】トナーカートリッジ１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）と、図示しないトナーホッパ、トナー搬送手段から
成るトナー補給装置から現像装置のトナー補給口部１４
０ｆに投入されたトナーは、駆動回転される第１の回転
部材１４６により第１の攪拌室１４０ｂにおいて現像器
本体１４０内の現像剤と攪拌されながら第１の回転部材
１４６の回転軸方向に搬送され（図示左向き白抜き矢
印）、仕切り壁１４０ａ末端の左端の開口部１４０ｄを
通過して第２の攪拌室１４０ｃ内に移送される（図示上
向き白抜き矢印）。

【００４６】第２の攪拌室１４０ｃ内に送り込まれたト
ナーは、駆動回転される第２の回転部材１４７により回
転軸方向に攪拌、搬送され（図示右向き白抜き矢印）、
図示右端の開口部１４０ｅにおいて第１の攪拌室１４０
ｂ内に移送される（図示下向き白抜き矢印）。

【００４７】第２の攪拌室１４０ｃ内において攪拌、混
合、搬送された現像剤は、駆動回転されるパドルホイー
ル１４４により現像スリーブ１４１に供給される。

【００４８】現像スリーブ１４１の周面上に供給された
現像剤は、現像剤層厚規制部材１４３により現像剤層厚
を所定量に規制されたのち、ベルト感光体１０に対向す
る現像領域に搬送される。現像領域において現像処理さ
れた後の残余の現像剤は、前記剥ぎ取り磁極Ｎ２，Ｎ３
による反発磁界により現像スリーブ１４１面上から剥ぎ
取られ、パドルホイール１４４により搬送されて、第２
の回転部材１４７に送られ攪拌される。

【００４９】現像器本体１４０の底部には、トナー濃度
検出装置１４９が固定されている。トナー濃度検出装置
１４９は、現像器本体１４０の第１の攪拌室１４０ｂ又
は第２の攪拌室１４０ｃに取り付けられ、トナー濃度検
出装置１４９による検出結果に基づいて、トナー補給口
部１４０ｆから現像装置内にトナーが補給される。

【００５０】パドルホイール１４４の一方の回転軸部１
４４Ａは、軸受部材Ｂ３に嵌入され、回転可能に支持さ
れている。パドルホイール１４４の他方の回転軸部１４
４Ｂは、軸受部材Ｂ４に嵌入され、回転可能に支持され
ている。

【００５１】第１の回転部材１４６の一方の軸端の回転
軸部１４６Ａは軸受部材Ｂ７に、他方の軸端の回転軸部
１４６Ｂは軸受部材Ｂ８に嵌入され、第１の回転部材１
４６は回転可能に両端支持されている。同様に、第２の
回転部材１４７の両端の回転軸部１４７Ａ，１４７Ｂ
も、それぞれ軸受部材Ｂ５，Ｂ６に嵌入され、回転可能
に両端支持されている。

【００５２】第１の回転部材１４６、第２の回転部材１
４７を形成する材料としては、樹脂にガラス繊維を添加
したエフライトＦＬ２０２（日本エフテービー社製）を
使用した。この他、エフライトＦＬ３０２、エフライト
ＦＬ２０１、エフライトＦＬ３６２、エフライトＦＬ２
０１（何れも日本エフテービー社製）でもよい。更に、
ＡＢＳ、変性ＰＰＥ、ＰＣ、ＰＥ、ＰＥＴＰ、ＰＦ、Ｐ
ＯＭ、ＰＳ、ＰＢＴ、ＰＰ、ＰＡ、ＰＭＭＡ、ＰＡＩ、
ＰＰＳ、ＰＰＯ、ＰＡＲ、ＰＳＦ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、Ｐ
ＯＢ、ＰＥＥＫ等の樹脂材でもよい。更にまた、鉄合
金、銅合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金、ニッケ
ル合金などの金属でもよい。

【００５３】パドルホイール１４４は、ＡＢＳ樹脂又は
その他の樹脂、ガラス繊維入りの樹脂、金属等により形
成される。

【００５４】現像スリーブ１４１は、ステンレス鋼、ア
ルミニウム合金等により形成される。

【００５５】図４は回転部材１４６，１４７の回転方向
を比較説明する比較例及び実施例の現像装置の模式図で
ある。

【００５６】図４（ａ）に示す比較例の現像装置１４ａ
は、第１の回転部材１４６が、現像スリーブ１４１、パ
ドルホイール１４４と同方向に回転し（図示の右回
転）、第２の回転部材１４７のみが逆方向回転（図示の
左回転）するものである。

【００５７】現像装置１４ａでは、第１の回転部材１４
６の外周部が現像器本体１４０の内壁に近接する側で、
第１の回転部材１４６の回転方向斜め上方向の位置ｍ近
傍において、補給トナーが現像剤の上層部に浮遊して現
像スリーブ１４１方向に搬送されず、トナー補給不良を
発生する。

【００５８】また、位置ｍ近傍において停滞した現像剤
の上層部は、第１の回転部材１４６により現像剤が攪
拌、搬送されず、現像剤攪拌不良を発生する。この滞留
している現像剤はトナーとの攪拌混合不十分のため、十
分な帯電量に立ち上がらず、画像形成装置の何らかの振
動により、その現像剤が現像スリーブ１４１に供給され
ると、文字チリ、混色、画像欠陥などを引き起こす。

【００５９】さらに、第１の回転部材１４６により搬送
される現像剤が、上記の上方向の位置ｍ近傍において滞
留してさらに凝固すると、回転する第１の回転部材１４
６の外周近傍の現像剤のみ搬送されて、上記の上方向の
位置ｍ近傍の現像剤は全く搬送されない停滞状態とな
る。

【００６０】図４（ｂ）に示す実施例の現像装置１４ｂ
は、第１の回転部材１４６と第２の回転部材１４７と
が、現像スリーブ１４１、パドルホイール１４４と同方
向（図示の右回転）に回転するものである。

【００６１】即ち、現像スリーブ１４１より最遠部の現
像器本体１４０の内壁に対向して配置された第１の回転
部材の外周軌跡の垂直方向最上端位置ｘでの回転方向
が、現像スリーブ１４１に対向する側とは反対の方向の
現像器本体１４０の内壁の最遠部に指向する。

【００６２】本発明は、図４（ａ）に示した位置ｍ近傍
の現像剤滞留を防止するため、実施例の現像装置１４ｂ
では、第１の回転部材１４６と第２の回転部材１４７と
が、現像スリーブ１４１、パドルホイール１４４と同方
向（図示の右回転）に回転させ、かつ、第１の回転部材
１４６と現像器本体１４０の内壁との間に上方の間隙部
ａ及び／又は下方の間隙部ｂを形成した。

【００６３】図２において、現像スリーブ１４１より最
遠部に配置された第１の回転部材１４６の外周部が現像
器本体１４０の内壁に近接して形成された間隙部ａは、
第１の回転部材１４６の外周軌跡の垂直方向最上端位置
ｘ近傍から、現像器本体１４０の内壁に対向する方向
で、第１の回転部材１４６の回転中心より回転方向に、
角度２０〜°９０°の範囲内に形成され、前記間隙部ａ
の間隙距離Ａ（μｍ）が、現像剤中のキャリア粒子の体
積平均粒径Ｄ（μｍ）との間に下記の関係式を満たすよ
うに、第１の回転部材１４６の外周部の一部が所定の間
隙距離Ａを介して覆うようにしている。

【００６４】１×Ｄ≦Ａ≦３００×Ｄ（但し、Ｄ＝１０〜１００μｍ、Ａ＝２０〜３０００μ
ｍ）第１の回転部材１４６の外周部と前記現像器本体１４０
の内壁側に対向する前記間隙部ａの範囲内の間隙距離Ａ
は、現像剤滞留防止部材１４８により形成されている。

【００６５】現像剤滞留防止部材１４８は、現像器本体
１４０の上部開口を閉止する上蓋部材１４５に一体に設
けられている。あるいは、現像器本体１４０の内壁に着
脱可能に装着される。あるいは、別体の成型部材の張り
合わせ、現像器本体一体型、張り合わせでもよい。

【００６６】現像剤滞留防止部材１４８を設けることに
より、第１の回転部材１４６の回転方向側面上部に攪
拌、搬送される現像剤及び補給トナーが滞留することを
防止し、現像装置１４内の現像剤を十分に帯電させると
ともに、補給されたトナーも現像装置１４内の現像剤に
十分に攪拌、混合されて、未帯電、弱帯電の現像剤の発
生を抑制することができる。また、現像装置１４内の現
像剤の帯電量を均一にすることで、文字チリ、混色、濃
度変動が少なく、長期間にわたって安定した画像が得る
ことができる。

【００６７】図２において、現像スリーブ１４１より最
遠部に配置された第１の回転部材１４６の外周部が現像
器本体１４０の下方内壁に近接する下方の間隙部ｂは、
第１の回転部材１４６の外周軌跡の垂直方向最下端位置
ｙから、第１の回転部材１４６の回転中心より回転正負
方向に、角度９０°の範囲内に形成され、前記間隙部ｂ
の間隙距離Ｂ（μｍ）が、キャリア粒子の体積平均粒径
Ｄ（μｍ）との間に下記の関係式を満たすように、間隙
距離Ｂが保持されている。

【００６８】１×Ｄ≦Ｂ≦１００×Ｄ（Ｄ＝１０〜１００μｍ、Ｂ＝２０〜１５００μｍ）また、現像装置１４の駆動開始時の現像剤の帯電量不足
や連続現像時の帯電量低下が防止されるから、連続プリ
ント画像形成時に、画像濃度の低下、画像線幅の低下を
発生することはない。さらに、カラー画像形成装置にお
いては、放置混色の発生も極めて少ない。

【００６９】現像装置１４の構成部材の一実施例の諸元
を下記に示す。

【００７０】・現像剤滞留防止部材１４８の諸元材質：ＡＢＳ樹脂、その他の樹脂、ガラス繊維入り樹
脂、非磁性金属等設置箇所：上蓋部材１４５に一体成型、間隙距離Ａ＝０．５ｍｍ（０．０３〜９．０ｍｍ）間隙距離Ｂ＝０．５ｍｍ（０．０３〜３．０ｍｍ）・回転部材１４６，１４７の諸元外径：１６ｍｍ、軸径：６ｍｍ、ピッチ：１４ｍｍ、回転速度：２００ｒｐｍ、回転部材１４６の速度ベクトルＶ１＝１００６０ｍｍ／
ｓｅｃ．回転部材１４７の速度ベクトルＶ２＝１００６０ｍｍ／
ｓｅｃ．・パドルホイール１４４の諸元外径：１４ｍｍ、軸径：６ｍｍ、４枚羽根回転速度：２５０ｒｐｍ、パドルホイール１４４の速度ベクトルＶ３＝１１０００
ｍｍ／ｓｅｃ．・現像スリーブ１４１の諸元外径：２０ｍｍ、表面粗さＲｚ＝８μｍ、磁極配置：５
極、回転速度：３５０ｒｐｍ、現像スリーブ１４１の速度ベクトルＶ４＝２２０００ｍ
ｍ／ｓｅｃ．・速度ベクトル比：Ｖ１：Ｖ２：Ｖ３：Ｖ４＝１：１：
１．１：２．２以下、実施例をあげて、本発明の現像装置の現像性につ
いて説明する。

【００７１】本発明には磁性キャリア、特にはコーティ
ング磁性キャリアと非磁性樹脂トナーの組み合わせによ
るいわゆる二成分現像剤が好ましく用いられる。また、
磁性粒子を樹脂中に分散した樹脂分散磁性キャリアと非
磁性樹脂トナーの組み合わせによる二成分現像剤も好ま
しく用いられる。

【００７２】この現像剤用キャリアの磁性粒子（コーテ
ィングキャリアの場合は芯材粒子）としては、鉄、フェ
ライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミ
ニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を
用いることができる。上記芯材粒子を被覆したキャリア
の体積平均粒径としては１０μｍ以上、１００μｍ以
下、特に２０μｍ以上、４０μｍ以下のものが好まし
い。

【００７３】コーティング膜厚は０．５〜３μｍが良
く、樹脂にカーボンなどの導電性物質を添加してもよ
い。また磁性体芯材にコーティング樹脂が密着するよう
シランカップリング剤などを添加してもよい。

【００７４】キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的
には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置
「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパチィク（ＳＹＭＰＡ
ＴＥＣ）社製）により測定される。

【００７５】トナーの体積平均粒径の測定には通常コー
ルターカウンターが用いられる。コールターカウンター
は例えばＣｏｕｌｔｅｒＴＡ−II（コールター社製）
を用いる。測定はトナーを電界液ＩＳＯＴＯＮＥ−II
（（株）日科機製）に溶解、分散し、前述のコールター
カウンターで行った。

【００７６】〔実施例１〕トナー飽和時間〈トナー飽和時間の計測〉トナー補給口部１４０ｆに補
給トナーを挿入し、その補給したトナーと現像剤とが攪
拌、混合されて、所定のトナー濃度に達するまでの時間
（トナー飽和時間）を計測した。トナー飽和の判断は、
フォトメータを用いて測定した電圧値による。フォトメ
ータの動作原理は、基本的には、ある粉体の混ざり具合
（濃度）を０〜５Ｖの出力電圧値として表示するもので
ある。即ち、粉体がよく混ざっていない場合には、出力
電圧値にバラツキが発生する。粉体がよく混ざってくる
と、出力電圧値が揃ってくる。この電圧値が±５％以下
になるまでの時間をトナー飽和時間と定義している。

【００７７】現像装置１４の諸元を以下に示す。

【００７８】現像装置１４内の初期の現像剤量：２５０
ｇ現像剤中のトナー濃度：１２％補給トナー：１ｇ現像スリーブ１４１の回転速度：３５０ｒｐｍパドルホイール１４４の回転速度：２５０ｒｐｍ

【００７９】

【表１】

【００８０】表１は、トナー飽和時間を、図４（ｂ）に
示す本発明の実施例の現像装置１４ｂについて実験、計
測した結果をまとめたものである。

【００８１】第１の回転部材１４６の上方の間隙距離Ａ
を、０．５Ｄ〜４００Ｄの範囲内で１０段階に変化さ
せ、下方の間隙距離Ｂを、０．５Ｄ〜１４０Ｄの範囲内
で１０段階に変化させ、実施例の現像装置１４ｂのトナ
ー飽和時間ｔを検討した。

【００８２】表１（ａ）に示すように、本発明の実施例
の現像装置１４ｂは、キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ
（μｍ）に対して、間隙距離Ａは、１．０Ｄ〜３００Ｄ
の範囲内、Ｄ＝３０μｍの場合の間隙距離Ａは、０．０
３〜９．０ｍｍの範囲内が、トナー飽和時間が３〜１０
秒と短く、間隙距離Ａが少ないほどトナー飽和時間ｔが
短く、極めて短時間で補給されたトナーが搬送されて、
飽和するから、トナー補給の効率が高いことが判る。し
かし、間隙距離Ａが０．５Ｄ以下であると、第１の回転
部材１４６の回転振れ誤差により、第１の回転部材１４
６の外周部が現像剤滞留防止部材１４８に摺接して、故
障を発生させる恐れがある。また、間隙距離Ａが３５０
Ｄ以上の広い間隙であると、現像器本体１４０の内壁に
対向する第１の回転部材１４６の螺旋状羽根部１４６Ｃ
が現像剤を有効に捕捉して搬送できず、トナー飽和時間
ｔが増大する。

【００８３】表１（ｂ）に示すように、本発明の実施例
の現像装置１４ｂは、キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ
（μｍ）に対して、間隙距離Ｂは、１．０Ｄ〜１００Ｄ
の範囲内に設定した。例えば、Ｄ＝３０μｍの場合の間
隙距離Ｂは、０．０３〜３．０ｍｍの範囲内が、トナー
飽和時間ｔが０．８〜２．０秒と短く、極めて短時間で
補給されたトナーが混合、攪拌されて、飽和するから、
トナー補給の効率が高いことが判る。間隙距離Ｂが０．
５Ｄ以下であると、第１の回転部材１４６の回転振れ誤
差により、現像器本体１４０の内壁に摺接して、故障を
発生させる恐れがある。また、間隙距離Ｂが１２０Ｄ以
上の広い間隙であると、現像器本体１４０の内壁に対向
する第１の回転部材１４６の螺旋状羽根部１４６Ｃが現
像剤を有効に捕捉して搬送できず、トナー飽和時間ｔが
増大する。

【００８４】〔実施例２〕帯電量の変動第１の回転部材１４６、第２の回転部材１４７による攪
拌時間を変えて、現像剤の帯電量との関係を測定した。

【００８５】〈帯電量の測定方法〉トナーとキャリアと
を混合した現像剤試料を、ステンレス鋼製のメッシュス
クリーンをセットした測定用セルに入れ、窒素ガスを用
いて内圧が、０．２ｋｇ／ｃｍ²となる圧力で６秒間ブ
ローオフし、飛散した粉体の電荷と質量から測定する
（ブローオフ法）。

【００８６】〈帯電量の変動と攪拌時間との関係〉第１
の回転部材１４６の近傍に現像剤滞留防止部材１４８を
設けた本発明の現像装置１４ｄ（実施例）を所定方向に
回転させて現像剤を攪拌、搬送し、間隙距離Ａ，Ｂを変
化させ、上記の測定装置を用いて帯電量を測定して比較
した結果を、表２に示した。

【００８７】

【表２】

【００８８】表２（ａ）は、第１の回転部材１４６の上
方の間隙距離Ａを、０．５Ｄ〜４００Ｄの範囲内で１０
段階に変化させ、下方の間隙距離Ｂを、０．５Ｄ〜１４
０Ｄの範囲内で１０段階に変化させ、実施例の現像装置
１４ｄの帯電量変化を検討した。即ち、現像剤を現像器
本体内に装入した後、現像器を単体駆動して、現像剤を
２時間攪拌、混合する。このとき、初期の現像剤の帯電
量がどの程度、変化するかを、上記のブローオフ法で計
測した。

【００８９】表２（ａ）に示すように、本発明の実施例
の現像装置１４ｂは、キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ
（μｍ）に対して、間隙距離Ａは、１．０Ｄ〜３００Ｄ
の範囲内、Ｄ＝３０μｍの場合の間隙距離Ａは、０．０
３〜９．０ｍｍの範囲内が、帯電量変化幅が０．８〜
２．０と少なく、長時間連続現像処理したときにも帯電
量低下が少ない。間隙距離Ａが０．５Ｄ以下の狭い間隙
では、第１の回転部材１４６と現像器本体１４０の内壁
との狭い間隙に挟持された現像剤が、摩擦帯電過剰にな
り、帯電量変化幅が増大する。また、間隙距離Ａが３５
０Ｄ以上の広い間隙では、帯電が不安定になり帯電量変
化幅が増大する。

【００９０】表２（ｂ）は、第１の回転部材１４６の下
方の間隙距離Ｂを、０．５Ｄ〜１４０Ｄの範囲内で１０
段階に変化させ、下方の間隙距離Ｂを、０．５Ｄ〜１４
０Ｄの範囲内で１０段階に変化させ、実施例の現像装置
１４ｂの帯電量変化を検討した。

【００９１】表２（ｂ）に示すように、本発明の実施例
の現像装置１４ｂは、キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ
（μｍ）に対して、間隙距離Ｂは、１．０Ｄ〜１００Ｄ
の範囲内、Ｄ＝３０μｍの場合の間隙距離Ｂは、０．０
３〜３．０ｍｍの範囲内が、帯電量変化幅が０．８〜
２．０と少なく、長時間連続現像処理したときにも帯電
量低下が少ない。間隙距離Ｂが０．５Ｄ以下の狭い間
隙、間隙距離Ｂが３５０Ｄ以上の広い間隙では、上記の
間隙距離Ａの場合と同様に帯電量変化幅が増大する。

【００９２】〔実施例３〕画像濃度の変化〈プリント画像の反射濃度の測定〉マクベス反射濃度計
を用いて測定した。

【００９３】第１の回転部材１４６と現像剤滞留防止部
材１４８とを備えた本発明の現像装置１４ｂ（実施例）
と、現像剤滞留防止部材１４８を有しない現像装置１４
ａ（比較例）とを所定方向に回転させて現像剤を攪拌、
搬送し、図１の画像形成装置を使用して、連続プリント
を実施し、上記の濃度計を用いて画像の反射濃度を測定
して比較した結果を、表３及び図５に示した。何れも５
万枚プリントまでのテストを実施した。

【００９４】

【表３】

【００９５】実施例の現像装置１４ａでは、５万枚プリ
ントまで、画像濃度は極めて少なかった（１．３７〜
１．４２）。比較例の現像装置１４ａでは、画像濃度が
次第に低下し、初期の濃度値１．４から５万枚プリント
時の濃度値０．８９まで低下した。

【００９６】〔実施例４〕混色の測定〈放置混色の測定〉イエロー色のパッチ画像を現像器１
４Ｙにより現像したのち、現像バイアスが印加された現
像器１４Ｋを通過させたときに、イエロー色パッチ画像
上に分散付着された黒色トナーの混色を、マイクロスコ
ープにより拡大観察し、任意１０点の１ｍｍ²当たりの
混色トナー数を測定計測し、平均値をとったものであ
る。

【００９７】放置混色を測定して比較した結果を、表４
及び図６に示した。何れも５万枚プリントまでのテスト
を実施した。

【００９８】

【表４】

【００９９】実施例の現像装置１４ｂでは、５万枚プリ
ントまで、混色数は５０個／ｍｍ²以下の少数で、か
つ、プリント数が増大しても混色数の変化が少なく、良
好な画質が得られた。比較例の現像装置１４ａでは、混
色数が４６〜２６３個／ｍｍ²と多く、特に、プリント
数の増大に従って、混色数が著しく増加し、画質の低下
が目立った。

【０１００】〔実施例５〕細線再現性〈細線幅の測定〉２ｄｏｔ（３００ｄｐｉ）＝１７０μ
ｍラインを出力して、その画像をマイクロスコープで拡
大してライン幅を計測した。

【０１０１】細線幅を測定して比較した結果を、表５及
び図７に示した。何れも５万枚プリントまでのテストを
実施した。

【０１０２】

【表５】

【０１０３】実施例の現像装置１４ｂでは、５万枚プリ
ントまで、細線幅の変動は、上記の１７０μｍラインに
対して、１７０±２μｍの範囲内で、かつ、プリント数
が増大しても細線幅の変化が少なく、鮮鋭で良好な画質
が得られた。比較例の現像装置１４ａでは、細線幅が１
２９〜１６９μｍと変動が大きく、特に、プリント数の
増大に従って、細線幅の減少が著しく、細線再現性の低
下が目立った。

【０１０４】図８は本発明の現像装置を搭載したカラー
プリンタの他の実施の形態を示す断面構成図である。な
お、図面に使用されている符号について、図１と同じ機
能を有する部分には、同符号を付している。以下、前記
の実施の形態１と異なる点を説明する。

【０１０５】このカラープリンタは、１個の帯電器１１
と、１個の像露光装置１３と、４個の現像器１４（Ｙ，
Ｍ，Ｃ，Ｋ）とにより、像担持体（感光体ドラム）１０
上に順次形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、
転写部で記録紙上に１回で転写してカラー画像を形成
し、その後、分離手段により像担持体面から剥離する方
式のカラー画像形成装置である。

【０１０６】図８において、１０は像担持体である感光
体ドラムで、ＯＰＣ感光体（有機感光体）をドラム基体
上に塗布形成したもので、接地されて図示の時計方向に
駆動回転される。１１は帯電器で、感光体ドラム１０周
面に対し高電位Ｖ_Hの一様な帯電をグリッド電位Ｖ_Gに電
位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ
放電によって与えられる。この帯電器１１による帯電に
先だって、前プリントまでの感光体の履歴をなくすため
に発光ダイオード等を用いた帯電前除電器（ＰＣＬ）１
２による露光を行って感光体周面の除電をしておく。上
記の感光体の履歴とは、先行した画像形成時の帯電、画
像露光で作像した感光体上に残留した画像パターンをい
い、感光体メモリーとも称す。

【０１０７】感光体ドラム１０への一様帯電ののち、像
露光装置１３により画像信号に基づいた像露光が行われ
る。像露光装置１３は図示しないレーザーダイオードを
発光光源とし回転するポリゴンミラー、ｆθレンズ、シ
リンドリカルレンズを経て反射ミラーにより光路を曲げ
られ走査がなされるもので、感光体ドラム１０の回転に
よって潜像が形成される。本実施の形態では文字部に対
して露光を行い、露光部電位Ｖ_Lの方が帯電電位Ｖ_Hより
も低電位となるような反転潜像を形成する。

【０１０８】感光体ドラム１０の周縁には、イエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒色（Ｋ）等
のトナーとキャリアとから成る二成分現像剤をそれぞれ
内蔵した現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋから成
る現像装置１４が設けられている。現像器１４Ｙ，１４
Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ内には、請求項１〜６に記載の第１
の回転部材１４６及び第２の回転部材１４７が設けられ
ている。

【０１０９】図９は、本発明の現像装置を搭載したカラ
ープリンタの更に他の実施の形態を示す断面構成図であ
る。なお、図面に使用されている符号について、図１と
同じ機能を有する部分には、同符号を付している。以
下、前記の実施の形態１と異なる点を説明する。

【０１１０】ドラム状の像担持体である感光体ドラム１
０は、例えば、透明アクリル樹脂の透明部材によって形
成される円筒状の透明樹脂基体を内側に設け、透明の導
電層及び有機感光体層（ＯＰＣ）を該基体の外周に形成
したものであり、接地された状態で図１０の矢印で示す
方向に回転される。

【０１１１】本発明に係わるカラー画像形成装置は、感
光体ドラム１０の周囲に、帯電器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）、像露光装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、現像器１４
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とから成る画像形成ユニットを複数
組（図示４組）配設したものである。

【０１１２】帯電器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光体
ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に
保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とに
よって帯電作用を行い、感光体ドラム１０に対し一様な
電位を与える。

【０１１３】１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、画像
信号に基づいた像露光を行う像露光装置で、感光体ドラ
ム１０の軸方向に配列したＬＥＤと等倍結像系であるセ
ルフォックレンズとから構成される露光光学系で、別体
の画像読み取り装置によって読み取られた各色の画像信
号がメモリーより順次取り出されて前記の各像露光装置
１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ電気信号として入力
され、感光体ドラム１０の回転（副走査）によって潜像
を形成する。各像露光装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は何
れも光学系支持手段として設けた支持部材１３０に取り
付けられて前記感光体ドラム１０の透明基体内部に収容
される。

【０１１４】各現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、前述
した帯電器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による帯電、像露光
装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による像露光によって形成
される感光体ドラム１０上の静電潜像を現像バイアス電
圧の印加により非接触の状態で反転現像する。現像器１
４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ内には、請求項１〜６に
記載の第１の回転部材１４６及び第２の回転部材１４７
が設けられている。

【０１１５】各現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による現
像作用に際しては、それぞれ現像スリーブ１４１に対し
て直流或いは更に交流を加えた現像バイアスが印加さ
れ、現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に収容された二成分
現像剤により感光体ドラム１０に対して非接触の反転現
像が行われるようになっている。

【０１１６】感光体ドラム１０の周面上に形成されたカ
ラーのトナー像は、一旦、中間転写手段として設けた中
間転写ベルト３０の周面に転写される。

【０１１７】中間転写ベルト３０はローラ３１，３２，
３３及び３４の間に張架され、ローラ３４に伝達される
動力により感光体ドラム１０の周速度に同期して時計方
向に循環して搬送される。

【０１１８】一方、給紙カセット（図示せず）の給紙ロ
ーラ２２Ｂの作動により転写材Ｐが搬出されてタイミン
グローラ２３に給送され、中間転写ベルト３０上のカラ
ートナー像の搬送に同期して転写ローラ３５の転写域へ
と給紙される。

【０１１９】転写ローラ３５は中間転写ベルト３０の周
速度に同期して反時計方向に回動されていて、給紙され
た転写材Ｐは転写ローラ３５と接地状態にあるローラ３
３の間のニップ部の形成する転写域において中間転写ベ
ルト３０上のカラートナー像に密着され転写ローラ３５
への１〜２ｋＶのトナーと反対極性のバイアス電圧の印
加により順次カラートナー像は転写材Ｐ上に転写され
る。

【０１２０】カラートナー像の転写を受けた転写材Ｐは
除電され、定着装置２４に搬送、加熱され、トナーを溶
着して定着がなされたのち排紙ローラ２５Ａを介して装
置外部に排出される。

【０１２１】図１０は、カラープリンタの更に他の実施
の形態を示し、本発明の現像装置を搭載し、中間転写ド
ラム６０を備えたカラー画像形成装置の断面構成図であ
る。

【０１２２】この中間転写ドラム６０を使用した場合に
は、回動する感光体ドラム１０上に形成された静電潜像
を現像器１４Ｙにより現像してＹ色トナー像を形成し、
このＹ色トナー像を感光体ドラム１０から中間転写ドラ
ム６０に転写し、同様にして、感光体ドラム１０上に形
成された静電潜像を現像器１４Ｍにより現像してＭ色ト
ナー像を形成し、このＭ色トナー像を感光体ドラム１０
から中間転写ドラム６０に転写し、以下同様にして、Ｃ
色トナー像及びＫ色トナー像を感光体ドラム１０から中
間転写ドラム６０に順次転写する。更に、中間転写ドラ
ム６０と転写ローラ１７とが接する転写部において、多
色トナー像（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を転写材Ｐに一括して静
電転写したのち、分離手段１８により分離して、定着装
置２４により画像を定着する。

【０１２３】各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ
内には、請求項１〜６に記載の第１の回転部材１４６及
び第２の回転部材１４７が設けられている。

【０１２４】なお、本発明の現像装置は、複数の現像器
を備えたカラー画像形成装置に限定されず、現像装置１
個のモノクロ画像形成装置にも適用可能である。

【０１２５】

【発明の効果】本発明の請求項１〜１０に記載の現像装
置、現像方法及び画像形成装置は、現像剤攪拌搬送用の
回転部材の回転方向側面上部に滞留する現像剤及び現像
トナーをなくすための現像剤滞留防止部材を設けること
で、現像器中の現像剤を十分に帯電させるとともに、補
給トナーもまた、十分に攪拌混合されて、未帯電、弱帯
電の現像剤の発生を抑制することができる。また、現像
器中の現像剤の帯電量を均一にすることで、文字チリ、
混色、濃度変動の少ない、安定した画像を提供すること
ができるから、画像濃度を一定化して安定し、調和のと
れた鮮明なカラー画像が得られた。特に、連続長時間現
像処理における現像剤の劣化、現像剤の帯電量不足、画
像濃度の低下、放置混色、細線再現性の低下等の問題が
解消された。

【０１２６】また、本発明の請求項１１に記載の像担持
体上に複数色のトナー像を重ね合わせるカラー画像形成
装置において、上記の現像装置により、現像剤の攪拌搬
送性が向上し、連続多数枚プリントしても、トナー帯電
量が低下することはなく、画像濃度が低下することもな
いから高画質のプリント画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を搭載した画像形成装置の一
例であるカラープリンタの断面構成図。

【図２】現像装置の断面図。

【図３】現像装置の水平断面図。

【図４】比較例及び実施例の現像装置の模式図。

【図５】５万枚連続プリントにおけるプリント画像の反
射濃度の変動を示す特性図。

【図６】５万枚連続プリントにおけるプリント画像の混
色の変動を示す特性図。

【図７】５万枚連続プリントにおけるプリント画像の細
線再現性の変動を示す特性図。

【図８】本発明の現像装置を搭載したカラープリンタの
他の実施の形態を示す断面構成図。

【図９】本発明の現像装置を搭載したカラープリンタの
更に他の実施の形態を示す断面構成図。

【図１０】本発明の現像装置を搭載したカラープリンタ
の更に他の実施の形態を示す断面構成図。

【符号の説明】

１０像担持体（ベルト感光体、感光体ドラム）１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ現像器１４０現像器本体１４０ａ仕切り壁１４０ｂ第１の攪拌室１４０ｃ第２の攪拌室１４０ｄ，１４０ｅ開口部１４０ｆトナー補給口部１４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）現像剤担持体（現像スリー
ブ）１４２磁界発生手段（マグネットロール）１４３現像剤層厚規制部材（層厚規制部材）１４４現像剤供給部材（パドルホイール）１４５上蓋部材１４６現像剤攪拌搬送部材（トナー補給側攪拌部材、
第１の回転部材）１４６Ａ，１４６Ｂ，１４７Ａ，１４７Ｂ回転軸部１４６Ｃ，１４７Ｃ螺旋状羽根部１４７現像剤攪拌搬送部材（スリーブ側攪拌部材、第
２の回転部材）１４８現像剤滞留防止部材１４９トナー濃度検出装置Ａ，Ｂ間隙距離ａ，ｂ間隙部ｘ外周軌跡の垂直方向最上端位置ｙ外周軌跡の垂直方向最下端位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体に対向して
配置され回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の
回転軸に平行して回転可能に配置され、キャリア粒子と
トナー粒子とから成る二成分現像剤を攪拌搬送する回転
部材と、前記現像剤担持体、前記回転部材を収容する現
像器本体とから成る現像装置において、前記現像剤担持
体より最遠部の現像器本体内壁に対向して配置された前
記回転部材の外周軌跡の垂直方向最上端位置での回転方
向が、前記現像剤担持体に対向する側とは反対の方向の
現像器本体内壁の最遠部に指向し、かつ、前記回転部材
の外周軌跡の垂直方向最上端位置近傍から、前記回転部
材の回転方向に向けて回転角度２０°〜９０°の範囲内
で、前記回転部材の外周軌跡と前記現像器本体の内壁と
の間に上方の間隙部を形成し、前記上方の間隙部の間隙
距離Ａ（μｍ）が、前記キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ
（μｍ）との間に下記の関係式を満たすことを特徴とす
る現像装置。１×Ｄ≦Ａ≦３００×Ｄ（Ｄ＝１０〜１００μｍ、Ａ＝２０〜３０００μｍ）
【請求項２】前記回転部材の外周軌跡と、前記現像器
本体の内壁の前記範囲内の上方の間隙部を、現像剤滞留
防止部材により前記間隙距離Ａに保持することを特徴と
する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤滞留防止部材が、前記現像器
本体の上部開口を閉止する上蓋部材に一体に設けられて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装
置。
【請求項４】静電潜像を担持する像担持体に対向して
配置され回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の
回転軸に平行して回転可能に配置され、キャリア粒子と
トナー粒子とから成る二成分現像剤を攪拌搬送する複数
の回転部材と、前記現像剤担持体、前記複数の回転部材
を収容する現像器本体とから成る現像装置において、前
記現像剤担持体より最遠部に配置された前記回転部材の
外周軌跡が前記現像器本体の下方内壁に近接する下方の
間隙部は、前記回転部材の外周軌跡の垂直方向最下端位
置から、前記回転部材の回転中心より回転正負方向に、
角度９０°の範囲内に形成され、前記間隙部の間隙距離
Ｂ（μｍ）が、前記キャリア粒子の体積平均粒径Ｄ（μ
ｍ）との間に下記の関係式を満たすことを特徴とする現
像装置。１×Ｄ≦Ｂ≦１００×Ｄ（Ｄ＝１０〜１００μｍ、Ｂ＝２０〜１５００μｍ）
【請求項５】前記現像剤担持体より最遠部に配置され
た回転部材が、トナー補給装置から補給されたトナー粒
子と現像装置内の現像剤とを攪拌、搬送することを特徴
とする請求項１〜４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】前記現像剤担持体より最遠部に配置され
た回転部材の形状が、螺旋状羽根部を有するスクリュー
であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記
載の現像装置。
【請求項７】トナー補給装置から補給されたトナーと
現像装置内の現像剤とを攪拌、搬送して現像剤担持体に
供給する現像方法において、前記請求項１に記載の現像
器本体の内壁と回転部材の外周軌跡との上方の間隙距離
Ａ及び／又は下方の間隙距離Ｂを有する間隙部におい
て、現像剤を攪拌しつつ搬送して現像剤担持体に供給す
ることを特徴とする現像方法。
【請求項８】像担持体上に形成された静電潜像を、請
求項１に記載の現像装置の現像器本体の内壁と回転部材
の外周軌跡との上方の間隙距離Ａ及び／又は下方の間隙
距離Ｂを有する間隙部において、現像剤を攪拌しつつ搬
送し、現像剤担持体に供給して現像領域で現像し、前記
像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を被転写材
に転写することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】請求項１に記載の現像装置により像担持
体上にトナー像を形成する現像装置が、前記像担持体上
の均一帯電面から光ビームにより電荷が除去された潜像
部分に現像剤を付着させる反転現像方式の現像装置であ
ることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】請求項１に記載の現像装置により像担
持体上にトナー像を形成する現像装置が、前記現像剤担
持体に、直流成分に交流成分を重畳させるバイアス電界
を印加し、前記現像剤担持体上の二成分現像剤のトナー
を前記像担持体上の静電潜像上へ飛翔させ、該静電潜像
を顕像化する非接触現像方式の現像装置であることを特
徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】異なる色の現像剤をそれぞれ収容した
複数の現像装置により、像担持体上に複数色のトナー像
を重ね合わせて形成し、該重ね合わせトナー像を転写手
段により被転写材に転写してカラー画像を形成する画像
形成装置において、前記請求項１に記載の現像器本体の
内壁と回転部材の外周軌跡との上方の間隙距離Ａ及び／
又は下方の間隙距離Ｂを有する間隙部において、現像剤
を攪拌しつつ搬送して、現像剤担持体に供給して現像領
域で現像する現像装置を備えたことを特徴とする画像形
成装置。