JP2000250316A

JP2000250316A - 現像装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2000250316A
Application number: JP5125999A
Authority: JP
Inventors: Tsuneji Masuda; 恒司桝田; Kazuhiro Hasegawa; 和弘長谷川; Shigeo Kimura; 木村　　茂雄; Takao Ogata; 隆雄尾形
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JP3919374B2

Abstract

(57)【要約】【課題】【解決手段】静電潜像担持体上の静電潜像を現像するた
めの非磁性トナー粒子と磁性キャリア粒子とを混合した
二成分現像剤を担持して搬送するために回転する現像ス
リーブと、前記現像スリーブ内に配置された複数の磁極
を形成するための磁石を不同に固定設置したマグネット
ローラと、前記現像スリーブに対して隙間を有して配置
され、前記現像スリーブ上に担持されて搬送される前記
二成分現像剤量を規制するブレードを有し、前記マグネ
ットローラは、前記ブレードの現像剤搬送方向上流側近
傍に、前記磁性キャリアに対し現像スリーブの法線方向
に働く磁気力の極大点を有し、前記極大点の現像剤搬送
方向の上流側に極小点を有し、且つ極大点と極小点の間
隔が３０度以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像担持体上に形成さ
れた静電潜像に現像剤を付着させて可視像化する電子写
真方式や静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像
形成装置に関し、特に顕画剤であるトナーとトナーに電
荷を付与する磁性キャリアを主成分とした二成分現像剤
を用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式や静電記録方式の画像形成
装置、特に電子写真方式によりフルカラーやマルチカラ
ー画像を形成するカラー画像形成装置には、発色性や混
色性といった点から、殆どの現像装置が非磁性トナー粒
子と磁性キャリアを混合した二成分現像剤を使用してい
る。周知のように、この二成分現像剤を用いた現像法は
キャリア粒子とトナー粒子の間で生じる摩擦帯電により
トナーに電荷が付与され電荷の付与されたトナーが像担
持体に形成された潜像に対して静電的に付着することに
より画像を形成する方法である。

【０００３】例えば本発明の第１の実施の形態としての
図２にて示す現像装置を例にして、二成分現像剤を用い
る現像装置を説明すると、この現像装置４は像担持体と
しての感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に対向
するように現像剤担持体としての現像スリーブ４２を備
えている。

【０００４】現像スリーブ４２は、矢印方向に回転自在
に現像容器４１に支持されており、内部には磁界発生手
段としての固定されたマグネットローラ５０を有してい
る。二成分現像剤はマグネットローラ５０の磁力のため
に、トナーの付着したキャリアが穂立ちした、所謂磁気
ブラシの状態で現像スリーブ４２に担持され、感光ドラ
ム１上の静電潜像と対向する現像領域、所謂現像ニップ
Ｎまで搬送される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
高画質化のためにトナーとキャリアを小粒径化すること
によって現像剤の搬送力が弱まり、現像スリーブ４２上
の現像剤量規制部材４３の現像スリーブ回転方向上流側
近傍の現像剤圧縮部Ａで、現像剤が十分圧縮されないた
め粗密の部分ができ、均一な現像剤のコートができなく
なるという現象が生じる場合があり、その結果、長手方
向及び周方向の画像濃度ムラが発生し、画像全体の画質
に影響を及ぼすことがある。

【０００６】また、前記現像剤搬送力を上げるために、
前記現像剤量を規制する磁極Ｓ２の磁力を上げることで
上記問題を防止しようとすると、前記現像剤圧縮部Ａ以
外に更に現像スリーブ回転方向上流側の広い範囲（剤溜
り部Ｂ）でも圧縮力が増大してしまい、それによってト
ナー表面への外添剤の埋め込み等の現像剤の劣化が促進
されて、長期の画像形成動作において画質の劣化を招く
おそれがある、という問題があった。

【０００７】本出願に係る発明の目的は、二成分現像剤
を用いた現像装置において、小粒径化によって搬送力の
低下した現像剤を、現像剤の劣化が無く長期に亙って均
一に現像スリーブ上にコートすることを可能とした現像
装置、および画質をより良好なものとすることができる
画像形成装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する現像装置の構成は、静電潜像担持体上の静電
潜像を現像するための非磁性トナー粒子と磁性キャリア
粒子とを混合した二成分現像剤を担持して搬送するため
に回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体内に配置
された複数の磁極を形成するための磁石を不同に固定設
置した磁界発生手段と、前記現像剤担持体に隙間を有し
て配置され、前記現像剤担持体上に担持されて搬送され
る前記二成分現像剤量を規制する規制部材とを有する現
像装置において、前記磁界発生手段は、前記規制部材の
現像剤搬送方向上流側近傍に、前記磁性キャリアに対し
現像剤担持体の法線方向に働く磁気力の極大点を有し、
前記極大点の現像剤搬送方向の上流側に極小点を有し、
且つ極大点と極小点の間隔が３０度以下であることを特
徴とするものである。

【０００９】また、本出願に係る発明の目的を実現する
画像形成装置の構成は、上記した現像装置を有するもの
である。

【００１０】上記した構成では、剤溜り部Ｂ近傍の現像
剤の圧縮を増加させることなく、現像剤圧縮部Ａ近傍の
み現像剤の搬送力を増加させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を図に示す実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００１２】（第１の実施の形態）図１、図２および図
３は本発明の第１の実施の形態を示す。

【００１３】図１は本発明の第１の実施の形態における
カラー画像形成装置の概略断面図を示す。

【００１４】はじめに通常の画像形成動作であるが、本
実施の形態の画像形成装置は、上部にデジタルカラー画
像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有
する。リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラス３１
上に載せ、露光ランプ３２により露光走査した原稿３０
からの反射光像を、レンズ３３によりフルカラーセンサ
３４に集光し、カラー色分解画像信号を得る。

【００１５】カラー色分解画像信号に、不図示の増幅回
路を経て、不図示のビデオ処理ユニットにて処理を施
し、プリンタ部に送出する。プリンタ部において、像担
持体である感光ドラム１を矢印方向に回転自在に担持
し、該感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、コロナ
帯電器２、露光光学系３、電位センサ１２、４個の現像
器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４Ｂｋ、ドラム上トナー濃度検知
センサ１３、転写装置５、クリーニング器６を配置す
る。

【００１６】レーザビーム露光光学系３には、リーダ部
からの画像信号を入力し、レーザ出力部（不図示）にて
光信号に変換した後、レーザ光をポリゴンミラー３ａで
反射し、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラ
ム１の面を線状に走査（ラスタスキャン）する光像Ｅに
変換する。

【００１７】プリンタ部画像形成時には、まず、感光ド
ラム１を矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電
した後、帯電器２により一様に帯電した後、各分解色ご
とに光像Ｅを照射し、潜像を形成する。

【００１８】次に、各分解色ごとに所定の現像器を動作
させて、感光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１
上に樹脂を基体としたトナーにより画像を形成する。現
像器は、偏心カム２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４Ｂｋの
動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に
接近するようにしている。

【００１９】さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、
記録材カセット７より搬送系及び転写装置５を介して感
光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写す
る。転写装置５は、本実施の形態では転写ドラム５ａ、
転写帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯
電器５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、
外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支さ
れた転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記
録材担持シート５ｆを円筒状に一体的に張設している。

【００２０】記録材担持シート５ｆはポリカーボネート
フィルム等の誘電体シートを使用している。ドラム状と
される転写装置、つまり転写ドラム５ａを回転させるに
従って感光ドラム上のトナー像は転写帯電器５ｂにより
記録材担持シート５ｆに担持された記録材上に転写す
る。

【００２１】このように記録材担持シート５ｆに吸着搬
送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカ
ラー画像を形成する。４色モードの場合、このようにし
て４色のトナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラ
ム５ａから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂ及び分離
帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を
介してトレイ１０に排紙する。

【００２２】他方、転写後感光ドラム１は、表面の残留
トナーをクリーニング器６で清掃した後再度画像形成工
程に供する。

【００２３】記録材の両面に画像を形成する場合には、
定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆
動し、排紙縦パス２０を経て、反転パス２１ａに一旦導
いた後、記録材を一旦停止させ、反転ローラ２１ｂの逆
転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込ま
れた方向と反対向きに退出させ、記録材を裏返して中間
トレイ２２にストックする。

【００２４】その後、再び上述した画像形成工程によっ
てもう一方の面に画像を形成する。また、転写ドラム５
ａ上の記録材担持シート５ｆ上は、感光ドラム１、現像
装置、クリーニング器６等からの粉体の飛散付着、又は
記録材のジャム（紙づまり）時にトナーが付着するこ
と、両面画像形成時に記録材上のオイルが付着する場合
があること、等により汚染されるが、ファーブラシ１４
と記録材担持シート５ｆを介して該ブラシ１４に対向す
るバックアップブラシ１５や、オイル除去ローラ１６と
記録材担持シート５ｆを介して該ローラ１６に対向する
バックアップブラシ１７の作用により清掃された後、再
度画像形成プロセスに供せられる。

【００２５】このような清掃は前回転時、後回転時に行
ない、また、ジャム（紙づまり）発生時には随時行な
う。

【００２６】また、本実施の形態においては、転写ドラ
ム偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ｆと一体化し
ているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録
材担持シート５ａと感光ドラム１とのギャップを所定タ
イミングで所定間隔に設定可能な構成としている。

【００２７】例えば、スタンバイ中または電源オフ時に
は、転写ドラムと感光ドラムの間隔を離し、感光ドラム
の回転駆動から転写ドラムの回転を独立させることが可
能な構成である。

【００２８】また、この一連の画像形成動作で、現像器
は以下のように動作している。

【００２９】ＣＣＤにより読み取られた現像画像が各プ
ロセスを経て感光ドラム上に静電潜像を形成し、その静
電潜像が現像位置に達するときに、不図示の現像バイア
ス電源によりＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳された現像バイ
アスが、択一的に選択された現像器の現像スリーブに印
加され、不図示の現像スリーブ駆動装置により現像スリ
ーブが回転し、現像加圧カムにより加圧され静電潜像を
可視像化する。

【００３０】次に、現像装置４について更に詳しく説明
する。

【００３１】本実施の形態において、現像装置４は粉砕
法にて製造された非磁性トナー（トナー）と磁性キャリ
ア（キャリア）を混合した二成分現像剤（現像剤）を収
容する現像容器４１を有する。

【００３２】現像容器４１は、隔壁４４によって現像室
（第一室）４５と撹拌室（第二室）４６とに区分されて
いる。上記現像室４５及び撹拌室４６には、スクリュー
タイプの第一及び第二の撹拌搬送手段として、第一撹拌
スクリュー４７及び第二撹拌スクリュー４８が設けられ
ている。第一撹拌スクリュー４７は現像室４５内の現像
剤を撹拌及び搬送し、また、第二撹拌スクリュー４８は
撹拌室４６内の現像剤を撹拌及び搬送するものであり、
現像剤のトナー濃度（トナー／キャリア比、即ちＴＣ
比）を検知及び制御するトナー濃度制御装置の制御によ
り、トナー補給槽（不図示）から第二撹拌スクリュー４
８の現像剤搬送方向の上流に供給されるトナーと、撹拌
室４６内に既存の現像剤とを撹拌し、トナー濃度を均一
化する。

【００３３】また、隔壁４４には、現像装置４の長手方
向の両端部、つまり例えば第一撹拌スクリュー４７長手
方向の両端部において、現像室４５と撹拌室４６とを相
互に連通させる現像剤通路が設けられており、更に第一
撹拌スクリュー４７と第二撹拌スクリュー４８とが長手
方向に逆向きに現像剤を搬送することで、一方の現像剤
通路を通して現像によってトナーが消費されてトナー濃
度の低下した現像室４５内の現像剤が撹拌室４６へ、ま
た、反対側の現像剤通路を通して撹拌室４６にてトナー
補給を受けトナー濃度の復帰した現像剤が現像室４５へ
と移動するように構成されている。

【００３４】上記現像容器４１の現像室４５は、感光ド
ラム１に対向する位置が開口しており、この開口部に一
部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリー
ブ４２が矢印方向に回転可能に現像容器４１に支持され
ている。

【００３５】現像スリーブ４２は非磁性材料で構成さ
れ、その内部には磁界発生手段としてのマグネットロー
ラ５０が現像容器４１に回転不可能に固定されている。
現像動作時には、現像剤はマグネットローラ５０の磁力
によって穂立ちし、所謂磁気ブラシの状態で現像スリー
ブ４２上に担持され、現像スリーブ４２の回転に伴って
回転方向に搬送される。

【００３６】現像剤は更にブレード状の現像剤層厚規制
手段であるブレ−ド４３によって層厚を規制された後、
感光ドラム１上に形成する。静電潜像と対向する領域、
所謂現像ニップＮまで担持搬送されて、トナーのみが静
電的に静電潜像に飛翔して、感光ドラム１上にトナー像
を形成する。

【００３７】又、現像効率、即ち静電潜像へのトナーの
付与率を向上させるために、現像スリーブ４２には直流
電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。

【００３８】本実施の形態によると、マグネットローラ
５０は、現像スリーブ４２の回転方向に順に現像領域に
磁界を形成する現像磁極Ｓ１（１０００Ｇ）、Ｎ３（５
００Ｇ）、Ｎ２（５００Ｇ）、現像剤の層厚を規制する
磁極Ｓ２（７００Ｇ）、Ｎ１（７００Ｇ）の各磁極を有
する。

【００３９】ここで、上記の各々の数値はそれぞれの磁
極の形成する磁界における磁束密度の絶対値の最大値を
表している。又、ブレード４３はＳＵＳなどの非磁性材
料にて構成され、先端近傍に磁性板５１が取り付けてあ
る。

【００４０】磁性板５１は、磁極Ｓ２よりも現像スリー
ブ４２の回転方向の下流側に１３度の位置にあり、且つ
先端と現像スリーブ４２の表面との間には、隙間が設け
られるように配置されている。

【００４１】このブレード４３の先端の磁性板５１と、
その位置に磁界を形成する磁極Ｓ２との協働により、現
像スリーブ４２上に担持され現像領域へと搬送される現
像剤の層厚を規制する。層厚を規制された現像剤は、磁
性板５１と現像スリーブ４２との間をトナーとキャリア
の両方が通過して現像領域へと送られる。

【００４２】尚、本実施の形態によると、感光ドラム１
の外径は１８０ｍｍ、現像スリーブ４２の外径は２４．
５ｍｍ、現像スリーブ４２とブレード４３の先端との間
隔は７００μｍとし、感光ドラム１の周速を２００ｍｍ
／ｓｅｃ、現像スリーブ４２の周速を３５０ｍｍ／ｓｅ
ｃとした。又、静電潜像の現像としては、感光ドラム１
の表面を暗電位として−７００Ｖに一様に帯電した後、
露光して明電位として−２００Ｖの静電潜像を形成し、
現像スリーブ４２に交番電圧（周波数２０００Ｈｚ、Ｖ
ｐｐ２０００Ｖの交番電圧に直流電圧−５００Ｖを重畳
したもの）を印加し、上記の明電位である−２００Ｖの
潜像にトナーの飛翔を行なう、所謂反転現像を行なっ
た。

【００４３】次に、本実施の形態にて用いられる二成分
現像剤について説明する。

【００４４】本実施の形態によるとトナーは、結着樹
脂、着色材、そして必要に応じてその他の添加剤を含む
着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添
剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、
トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積
平均粒径は５μｍ以上、８μｍ以下とされ、本実施の形
態では６．５μｍであった。

【００４５】又、本実施の形態によるとキャリアは、例
えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マ
ンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合
金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であ
り、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そ
して、キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好
ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０⁷ Ωｃｍ
以上、好ましくは１０⁸ Ωｃｍ以上である。

【００４６】尚、本実施の形態にて用いられるトナーに
ついて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測
定した。

【００４７】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）、個数平均分布体積平
均分布を出力するためのインターフェース（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
使用し、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用い
て調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。

【００４８】測定方法は以下に示す通りである。即ち、
上記の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ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０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加え
る。

【００４９】試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器
で約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウ
ンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００
μｍアパーチャーを用いて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。こうして求めた体
積平均分布より、体積平均粒径を得る。

【００５０】又、本実施の形態にて用いられるキャリア
の抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃ
ｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に
１ｋｇの重量の加圧下で、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キャリアの抵
抗率を得る方法によって測定した。

【００５１】以上に示した本実施の形態の画像形成装置
及び現像剤を用いて現像スリーブ４２上の現像剤の搬送
性を検討するにあたり、先ず、現像剤圧縮部Ａの近傍に
おけるキャリアに働く磁気力について詳しく説明する。

【００５２】キャリアに働く磁気力Ｆｂはキャリアの磁
化をｍ（ｅｍｕ／ｃｍ³ ）、キャリア１個の体積をＶ
（ｃｍ³ ）、マグネットローラ５０による磁界をＢ（ガ
ウス）とすると、キャリア１個に働く磁気力ベクトルＦ
ｂ（ｄｙｎ／個）は、ＣＧＳ単位系で、ベクトルＦｂ＝−Ｖ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）と表現できる。

【００５３】又、磁気力ベクトルＦｂは、現像スリーブ
４２表面に対して垂直な方向、即ち、現像スリーブ４２
の法線方向に働く力（ベクトルＦｒ）と現像スリーブ４
２表面の接線方向に働く力（ベクトルＦθ）に分割して
考えることができ、現像スリーブ４２の表面から法線方
向に向かう距離をｒ（ｃｍ）とすると、キャリア１個当
たりに対して現像スリーブ５１表面から法線方向に働く
磁気力は、ＣＧＳ単位で、ベクトルＦｒ（ｄｙｎ／個）＝−ｄ／ｄｒ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）＝−Ｖｄ／ｄｒ（｜ベクトルｍ｜｜ベクトルＢ｜）＝−Ｖ｜ベクトルｍ｜ｄ／ｄｒ｜ベクトルＢ｜となり、｜ベクトルｍ｜を勾配の前に出すことが可能で
ある。

【００５４】このように、キャリア１個に対して現像ス
リーブ４２の法線方向に働く磁気力の大きさは、マグネ
ットローラ５０による磁場の強さの絶対値の、現像スリ
ーブ４２の法線方向の勾配に比例しており、この力の方
向はマグネットローラ５０の中心に向かう方向である。

【００５５】同様に、キャリア１個当たりに対して現像
スリーブ４２表面の接線方向に働く磁気力については、
θを現像スリーブ４２の回転方向、即ち、現像剤の搬送
方向を正として、ＣＧＳ単位で、ベクトルＦθ（ｄｙｎ／個）＝１／ｒ・ｄ／ｄθ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）＝Ｖ／ｒ・ｄ／ｄθ（｜ベクトルｍ｜｜ベクトルＢ｜）＝Ｖ／ｒ｜ベクトルｍ｜ｄ／ｄθ｜ベクトルＢ｜と表現することができ、このように、キャリア１個に対
して現像スリーブ４２表面の接線方向に働く磁気力の大
きさは、マグネットローラ５０による磁場の強さの絶対
値の、現像スリーブ４２表面の接線方向の勾配に比例し
ている。

【００５６】現像スリーブ４２がキャリアを搬送する力
を上げるためには、キャリア１個当たりに対する現像ス
リーブ４２の表面に垂直な方向及び接線方向に働く磁気
力、即ち、Ｆｒ及びＦθの値を大きくすれば良いことが
従来より分かっているが、そのためには現像剤量規制磁
極Ｓ２の磁界の強さベクトルＢを大きくしなければなら
ない。

【００５７】しかし、Ｓ２の磁界の強さベクトルＢを大
きくすると、現像剤圧縮部Ａのみならず、現像剤溜り部
Ｂ近傍までＦｒが増加し、現像剤圧縮領域が大きくなり
すぎて現像剤の劣化を招いてしまう。

【００５８】そこで、本実施の形態によれば、現像剤圧
縮領域及び現像剤溜り領域の磁界の強さベクトルＢと現
像スリーブ４２の表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒと
の相関を詳しく検討し、現像剤圧縮部Ａ近傍のＦｒを大
きく、現像剤溜り部Ｂ近傍のＦｒを小さくすることが可
能となった。即ち、現像剤圧縮部Ａ近傍がＦｒの極大点
に、現像剤溜り部Ｂ近傍がＦｒの極小点になるような磁
界の強さベクトルＢとすることである。

【００５９】本実施の形態では、現像スリーブ４２の表
面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒの分布と現像剤圧縮及
び現像剤溜り部との関係が図３のグラフに示すものとな
るように、マグネットローラ５０の磁極を構成する。

【００６０】図３において理解されるように、現像スリ
ーブ４２の表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒは、現像
剤圧縮部Ａ近傍で極大点、現像剤溜り部Ｂ近傍で極小点
をもっている。この時、このＦｒの極大点と極小点の間
隔を離していく（極小点の位置を現像スリーブ回転方向
上流側にずらしていく）と、現像剤溜り部Ｂ近傍のＦｒ
が増大していき、その間隔が３０度を超えると効果が無
くなる事がわかった。つまり、極大点と極小点との間隔
は３０度以下にしなければならない。

【００６１】以上、本実施の形態による検討の結果、現
像スリーブ４２の表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒ
が、現像剤圧縮部Ａで極大点をもち、さらにその上流側
の現像剤溜り部Ｂ近傍で極小点をもち、且つ、極大点と
極小点の間隔が３０度以内となるような、例えば図２に
示したマグネットローラ５０の磁極構成とすることで、
本実施の形態で用いた重量平均粒径が概略４０μｍであ
るキャリアを含む現像剤使用時でも、現像剤の劣化を起
こさずに現像スリーブ表面に均一なコートを維持するこ
とが可能となる。

【００６２】（第２の実施の形態）本実施の形態では、
現像剤の搬送力を上げる要因となる現像スリーブ４２の
接線方向に働く磁気力Ｆθに着目したものである。第１
の実施の形態では、現像剤圧縮部Ａ近傍で極大点をも
ち、さらにその上流側の現像剤溜り部近傍で極小点をも
つことで、現像剤圧縮部Ａ近傍のみで現像剤搬送力を増
加させた。

【００６３】本実施の形態ではそれに加えて現像剤圧縮
部Ａ近傍から現像剤溜り部Ｂ近傍までのＦθの向きを現
像スリーブ４２の回転方向、即ち現像剤搬送方向とし
た。

【００６４】本実施の形態によると、現像スリーブ４２
の接線方向に働く磁気力Ｆθの分布と現像剤圧縮部Ａ及
び現像剤溜り部Ｂとの関係が図４のグラフに示すものと
なるように、マグネットローラ５０の磁極を構成する。

【００６５】図４に示すように、現像剤圧縮部Ａ近傍か
ら現像剤溜り部Ｂ近傍までのＦθは正となっている。Ｆ
θは現像スリーブ４２の回転方向、即ち現像剤搬送方向
を正としているので、Ｆθが正であることは、キャリア
に対して現像スリーブ４２の回転方向に向かう磁気力が
働いていることがわかる。このように、Ｆｒは増加させ
ていないために現像剤の圧縮は増加してない。即ち、現
像剤の劣化が促進されずに現像剤の搬送力のみが向上す
る。

【００６６】以上、第１の実施の形態の構成に加え、現
像剤圧縮部Ａ近傍から現像剤溜り部Ｂ近傍までのＦθの
向きを現像剤搬送方向とするようなマグネットローラ５
０の磁極構成とすることで、第１の実施の形態より更に
効果的に、重量平均粒径が概略４０μｍであるキャリア
を含む現像剤使用時でも、現像剤の劣化を起こさずに現
像スリーブ表面に均一なコートを維持することが可能と
なる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、現
像剤溜り部近傍の現像剤の圧縮を増加させることなく、
現像剤圧縮部Ａ近傍のみ現像剤の搬送力を増加させるこ
とができる。従って、小粒径化したトナー粒子及びキャ
リア粒子を含む二成分現像剤使用時にも、現像剤の劣化
を起こさずに長期に亙る安定した搬送を実現でき、画像
濃度ムラなどの画像不良を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す画像形成装置
の断面図である。

【図２】本発明に係る現像装置の断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の説明図である。

【符号の説明】

１…感光ドラム２…帯電装置４…現像装置６…クリーニング
装置９…定着装置４２…現像スリー
ブ５０…マグネットローラ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月２４日（１９９９．３．２
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項３】前記磁性キャリア粒子の重量平均粒径
は、２０μｍ以上、５０μｍ以下であることを特徴とす
る請求項１または２記載の現像装置。

【請求項４】前記非磁性トナー粒子の体積平均粒径
は、５μｍ以上、８μｍ以下であることを特徴とする請
求項１、２または３記載の現像装置。

【請求項５】前記磁界発生手段は、前記二成分現像剤
を現像剤担持体に汲み上げる磁極、現像剤量を規制する
磁極、現像領域に搬送する磁極、および現像領域に磁界
を形成する現像用磁極を有することを特徴とする請求項
１、２、３または４記載の現像装置。

【請求項６】前記像担持体上の前記静電潜像を現像す
る際に、前記現像剤担持体に交流バイアスを重畳した直
流バイアスを印加することを特徴とする請求項１、２、
３、４または５記載の現像装置。

【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の現像
装置を有することを特徴とする画像形成装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村茂雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者尾形隆雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA00 BA00 EA05 FA02 2H031 AA01 AA12 AA17 AB02 AC09 AC19 AC20 AC29 AC31 AC34 AC36 AD01 AD09 AD16 BA08 BA09 CA09 CA11 CA13 FA01 2H073 BA04 BA13 CA03 CA14 CA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体上の静電潜像を現像する
ための非磁性トナー粒子と磁性キャリア粒子とを混合し
た二成分現像剤を担持して搬送するために回転する現像
剤担持体と、前記現像剤担持体内に配置された複数の磁
極を形成するための磁石を不同に固定設置した磁界発生
手段と、前記現像剤担持体に隙間を有して配置され、前
記現像剤担持体上に担持されて搬送される前記二成分現
像剤量を規制する規制部材とを有する現像装置におい
て、前記磁界発生手段は、前記規制部材の現像剤搬送方向上
流側近傍に、前記磁性キャリアに対し現像剤担持体の法
線方向に働く磁気力の極大点を有し、前記極大点の現像
剤搬送方向の上流側に極小点を有し、且つ極大点と極小
点の間隔が３０度以下であることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】前記磁性キャリア粒子の重量平均粒径
は、２０μｍ以上、５０μｍ以下であることを特徴とす
る請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記非磁性トナー粒子の体積平均粒径
は、５μｍ以上、８μｍ以下であることを特徴とする請
求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】前記磁界発生手段は、前記二成分現像剤
を現像剤担持体に汲み上げる磁極、現像剤量を規制する
磁極、現像領域に搬送する磁極、および現像領域に磁界
を形成する現像用磁極を有することを特徴とする請求項
１、２または３記載の現像装置。
【請求項５】前記像担持体上の前記静電潜像を現像す
る際に、前記現像剤担持体に交流バイアスを重畳した直
流バイアスを印加することを特徴とする請求項１、２、
３または４記載の現像装置。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の現像
装置を有することを特徴とする画像形成装置。