JP2001051509A

JP2001051509A - 現像装置

Info

Publication number: JP2001051509A
Application number: JP11230046A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Inaba; 繁稲葉; Yutaka Kanai; 豊金井; Yasuaki Watanabe; 靖晃渡辺; Migaku Fukuhara; 琢福原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-08-16
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】中間濃度の画像の後端側に高濃度の画像を形
成する際にも、当該高濃度の画像領域の前方側に濃度の
低いかすれ領域が生じるという事態を防止する。【解決手段】潜像担持体１に対向して現像用開口２ａ
が開設され且つ内部に磁性キャリア及びトナーからなる
二成分現像剤Ｄが収容される現像ハウジング２と、この
現像ハウジング２の現像用開口２ａに面した箇所に配設
され且つ前記二成分現像剤Ｄが担持搬送される現像剤担
持体３とを備える現像装置において、前記現像用開口２
ａ近傍を通過する前記現像剤担持体３に近接配置され、
当該現像用開口２ａ近傍を通過する当該現像剤担持体３
上の二成分現像剤Ｄを掻き乱す攪乱部材４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潜像担持体上に形
成された静電潜像を可視像化する現像装置に係り、特
に、磁性キャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用
いた二成分現像方式の現像装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電記録方式の複
写機などの画像形成装置では、感光体ドラムなどの潜像
担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置が使
用される。このような現像装置としては、使用する現像
剤の種別等により各種提案がなされているが、中でも二
成分現像剤を使用する二成分現像方式が広く採用されて
いる。この二成分現像方式の現像装置としては、例え
ば、現像用開口が開設された現像ハウジング内に、磁性
を有する磁性キャリアと樹脂を主体としたトナーとから
なる二成分現像剤を収容すると共に、この現像ハウジン
グの現像用開口に面した箇所に現像ロールを配設し、こ
の現像ロールには、複数の磁極が配設されて固定配設さ
れるマグネットロールと、このマグネットロールの周囲
に回転可能に配設される非磁性の円筒状の現像スリーブ
とを具備させるようにしたものが知られている。

【０００３】そして、現像ハウジング内で磁性キャリア
及びトナーからなる二成分現像剤を攪拌し、両者間の摩
擦帯電によってトナーに電荷を持たせる一方、現像スリ
ーブ上に二成分現像剤からなる現像剤層を形成し、現像
スリーブのみを回転駆動させて前記現像剤を現像スリー
ブ外周面に付着搬送させ、更に、静電潜像が形成されて
いる潜像担持体に対して現像スリーブに付着した二成分
現像剤を接触させることで、静電潜像部にトナーを付着
させ、トナー像として可視化するようになっている。

【０００４】この種の現像装置では、潜像担持体上に形
成されたトナー像の濃度を確保する必要があり、このた
め、例えば前記現像ロール（現像スリーブ）の回転速度
を上げたり、現像ロール（現像スリーブ）と潜像担持体
との間隙を狭くするといった手法が採用される。しかし
ながら、前者は速度を上げすぎるとトナークラウドや現
像剤のこぼれを発生させ易いという問題点があり、ま
た、後者は間隔を狭くするだけ現像ロール上の磁気ブラ
シ層を薄くしなければならない分、現像剤の固まりや糸
くず等の異物が詰まり易く、白抜け等の画質障害を発生
させ易いという問題点がある。

【０００５】そこで、充分なトナー像の濃度を得るた
め、現像ロールと潜像担持体との間に交流成分を含むバ
イアスを印加することで現像ロールと潜像担持体とが近
接する現像領域に振動電界を形成させ、この振動電界に
よって電荷を有するトナーを静電潜像に付着させるよう
にした現像装置が提案されている（特開昭６２−１９２
７５８号公報参照）。

【０００６】また、このような現像装置に用いられる二
成分現像剤としては、一般に９〜１５μｍ程度の平均粒
径を有する絶縁性トナーと、２０〜１２０μｍ程度の粒
径を有する磁性粒子とを混合したものが用いられる。こ
こで、この磁性粒子の電気抵抗率（体積抵抗）は、その
値が低いと、現像バイアス下での放電、磁性粒子への電
荷の注入、階調再現性の悪化等が生じることがあり、従
来にあっては、例えば特開昭６２−２８９８５８号公
報、特開昭６３−１２３０６９号公報、特開平２−２９
７６２号公報に開示されるように、一般には１０¹²Ωｃ
ｍ以上に設定される。但し、潜像担持体上の静電潜像と
現像ロールとの間に形成される電界のエッジ効果を軽減
し、また、現像電界自体を強め画像濃度を上げるという
観点から、１０⁵〜１０⁸Ωｃｍの体積抵抗率を有し且つ
耐バイアスリーク性を上げる工夫を施した導電性キャリ
アを用いた二成分現像剤（導電性現像剤）が用いられる
場合もある（特開平１０−３０７４３０号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
現像装置を用いたとしても、潜像担持体上に形成される
潜像電位が当該潜像担持体の移動方向に対して急激に変
化する領域では、現像後のトナー像がかすれることがあ
る。例えば、中間濃度の画像の後端側に高濃度の画像
（例えばベタ画像）を形成する場合には、図１０（ａ）
に示すように、当該べた画像領域の前方側に濃度の低い
かすれ領域（以後、画像前方抜けという）が生じてしま
うことがある。また、中間濃度の画像の後端側に画像の
ない領域（白色領域）を形成する場合には、図１０
（ｂ）に示すように、当該中間濃度の画像領域の後端側
に濃度の低いかすれ領域（以後、画像後端部抜けとい
う）が生じてしまう。尚、これは、高濃度の画像領域の
後端側に画像のない領域（白色領域）を形成する場合に
おいても同様に生じるものである。

【０００８】これらの発生原因は複雑であるが、現像電界の発生遅れ、減衰トナー供給性能の局所的な不足磁気ブラシが潜像担持体上に転移したトナーを再び掻
き取るスキャベンジ力の局所的な増加の三つに大きく分けて考えることができる。

【０００９】まず、の現像電界の発生遅れとは、静電
潜像に誘起された磁気ブラシ先端の電位がある値に達す
るまでの時間遅れを意味し、一般には現像剤の時定数と
呼ばれるものである。また、現像電界の減衰とは、現像
を終えた磁性キャリア表面にトナーの帯電電荷とは逆極
性のカウンターチャージが残り、そのチャージによって
現像電界が減衰してしまうことを意味する。また、の
トナー供給性能の局所的な不足とは、トナー濃度の高い
静電潜像を現像しトナーがほとんど残っていない磁気ブ
ラシが他の現像前の静電潜像に摺接した場合に、この静
電潜像を現像するためのトナーが不足してしまうことを
意味する。更に、のスキャベンジ力の増加とは、トナ
ー濃度の高い静電潜像を現像しトナーがほとんど残って
いない磁気ブラシが他の現像後のトナー像に摺接した場
合に、鏡像力によってトナーがトナー像すなわち潜像担
持体側から磁気ブラシ側に転移してしまうことを意味す
る。

【００１０】ここで、上述した導電性現像剤を使用する
ことは、磁性キャリアに発生したカウンターチャージを
現像ロール側へと速やかに解放し、時定数を短くするす
なわち磁気ブラシの電位の時間遅れを短くすることがで
きるという点で、上記原因によるかすれ領域、具体的
には前記画像後端部抜けの発生を防止するのに有効な手
段である。しかしながら、このような導電性現像剤を使
用したとしても、上記原因及びによるかすれ領域、
具体的には前記画像前方抜けの発生に対しては効果が少
なく、かすれ領域の発生を完全に防止し得るものではな
かった。

【００１１】一方、原因、によるかすれ領域の発生
を防止する手段としては、例えば現像領域に対応するマ
グネットロールに反発磁界を形成したり（特公平３−１
４１７８号公報参照）、磁化率の低い磁性キャリアを用
い柔らかい磁気ブラシを形成する方式（特公平２−５６
６７４号公報参照）が提案されている。しかしながら、
いずれの態様にあっても、磁気ブラシの磁気拘束力を弱
めるという手法を用いていることから、磁性キャリアが
現像ロールから潜像担持体側に転移するという事態を回
避することは困難であり、潜像担持体側に磁性キャリア
が付着し易く、この付着した磁性キャリア周辺への転写
が不完全になったり、あるいは潜像担持体のクリーニン
グ装置へと磁性キャリアが入り込むとクリーニング装置
が破損してしまうという技術的課題を生じる。

【００１２】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、中間濃度の画像の後端側に
高濃度の画像を形成する際にも、当該高濃度の画像領域
の前方側に濃度の低いかすれ領域が生じるという事態を
有効に防止することのできる現像装置を提供するもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
１（ａ）（ｂ）に示すように、潜像担持体１に対向して
現像用開口２ａが開設され且つ内部に磁性キャリア及び
トナーからなる二成分現像剤Ｄが収容される現像ハウジ
ング２と、この現像ハウジング２の現像用開口２ａに面
した箇所に配設され且つ前記二成分現像剤Ｄが担持搬送
される現像剤担持体３とを備える現像装置において、前
記現像用開口２ａ近傍を通過する前記現像剤担持体３に
近接配置され、当該現像用開口２ａ近傍を通過する当該
現像剤担持体３上の二成分現像剤Ｄを掻き乱す攪乱部材
４を備えることを特徴とする。

【００１４】このような技術的手段において、現像剤担
持体３としては、二成分現像剤Ｄを担持搬送し得るもの
であれば適宜選定して差し支えなく、例えば複数の磁極
を有するマグネット部材と、このマグネット部材の周囲
に配設される非磁性スリーブとを具備するものが用いら
れる。

【００１５】また、攪乱部材４は、現像ハウジング２の
現像用開口２ａ近傍を通過する現像剤担持体３に近接配
置され、現像用開口２ａ近傍を通過する現像剤担持体３
上の二成分現像剤Ｄを掻き乱す機能を有するものであれ
ば適宜選定して差し支えないが、構成の簡易化という観
点からすれば、この攪乱部材４を線状部材で構成するこ
とが好ましい。

【００１６】更に、攪乱部材４を線状部材で構成する態
様にあっては、二成分現像剤Ｄの攪乱性能を向上させる
という観点からすれば、当該線状部材を前記現像剤担持
体３上の二成分現像剤Ｄと複数回対向するように配設す
ることが好ましい。

【００１７】そして、同様に二成分現像剤Ｄの攪乱性能
を向上させるという観点からすれば、線状部材を現像剤
担持体３の移動方向に対して傾斜して配設することが好
ましく、特に、線状部材と現像剤担持体３の移動方向と
の成す角度を４５°以下に設定することが好ましい。

【００１８】また、攪乱部材４に二成分現像剤Ｄが付着
するのを防止し、且つ、攪乱部材４によって潜像担持体
１と現像剤担持体３との間に形成される現像電界が乱さ
れるという事態を有効に回避するという観点からすれ
ば、この攪乱部材４を非磁性且つ前記磁性キャリア近傍
の抵抗値を有する材料で構成することが好ましい。

【００１９】更に、中間濃度あるいはや高濃度の画像の
後端側に画像のない領域（白色領域）を形成する際、当
該中間濃度あるいは高濃度の画像領域の後端側に濃度の
低いかすれ領域現が生じるのを防止するという観点から
すれば、本願発明の現像装置で用いる二成分現像剤Ｄの
磁性キャリアとして、１０⁸Ωｃｍ以下の体積抵抗率を
有する磁性キャものを使用することが好ましい。

【００２０】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。図１（ａ）（ｂ）において、現像ハウジング
２に収容される二成分現像剤Ｄは、現像剤担持体３上に
担持されて磁気ブラシを形成し、現像用開口２ａ近傍ま
で搬送される。そして、現像用開口２ａ近傍に到達した
現像剤担持体３上の二成分現像剤Ｄは、対向する潜像担
持体１上に形成された静電潜像を現像する。このとき、
攪乱部材４は、現像用開口２ａ近傍を通過する現像剤担
持体３上の二成分現像剤Ｄを掻き乱す。これにより、現
像に供された分だけトナーの付着量が減少し磁性キャリ
ア過多となった潜像担持体１側の二成分現像剤Ｄと、現
像にほとんど供されないためにトナーの付着量が減少し
ていない現像剤担持体３側の二成分現像剤Ｄとが混合さ
れ、潜像担持体１と対向する側にトナー付着量の減少し
ていない二成分現像剤Ｄが再配置される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１図２は、本発明が適用された現像装置の実施の形態１を
組み込んだ電子写真方式のフルカラー画像形成装置の概
略構成を示す。同図において、符号２１は感光ドラム等
の潜像担持体、２２は潜像担持体２１を予め帯電する一
様帯電装置、２３は帯電された潜像担持体２１上に静電
潜像を書き込むレーザ走査装置等の露光装置、２４は夫
々の色の現像剤を有するブラック用現像器２４ａ、イエ
ロ用現像器２４ｂ、マゼンタ用現像器２４ｃ及びシアン
用現像器２４ｄが回転可能に搭載され、前記潜像担持体
２１に対向する現像位置に所定の現像器２４ａ〜２４ｄ
が間欠的に回転移動する回転式（ロータリー）現像装
置、２５は潜像担持体２１上の各色トナー像を用紙ある
いは透明シート等の転写材２６に転写させる転写装置、
２７はクリーニング処理し易いように潜像担持体２１を
クリーニング工程前に除電あるいは帯電するクリーニン
グ前処理帯電装置、２８は潜像担持体２１上の残留トナ
ーを除去するクリーニング装置、２９は潜像担持体２１
の残留電荷を除去する除電装置、３０は転写材２６上の
未定着トナー像を定着する定着装置である。また、符号
３１、３２は所定サイズの転写材２６を供給する転写材
供給トレイ、３３は転写装置２５への転写材２６の供給
タイミングを規制するレジストレーションロール、３４
は転写工程が終了した転写材２６を定着装置３０へ搬送
案内する搬送ガイド部材である。

【００２２】更に、本実施の形態において、転写装置２
５は、周面に絶縁性シートが張設されて所定方向に回転
する転写ドラム２５１を有し、この転写ドラム２５１の
転写部位の回転方向上流側の吸着部位には転写材２６が
転写ドラム２５１に静電吸着される吸着用帯電器２５
２、吸着用帯電ロール２５３を転写ドラム２５１を挟ん
で配設し、また、前記転写部位に対応する転写ドラム２
５１内には転写帯電器２５４を配設し、更に、前記転写
ドラム２５１の転写部位よりも回転方向下流側の剥離部
位には転写材２６が転写ドラム２５１から剥離される剥
離除電器２５５を配設し、更にまた、転写ドラム２５１
の更に回転方向下流側には一対の除電器２５６、２５７
を転写ドラム２５１を挟んで配設し、また、転写ドラム
２５１の更に回転方向下流側には転写ドラム２５１上の
残留紙粉等を除去するクリーニング装置２５８を配設し
たものである。また、本実施の形態においては、転写ド
ラム２５１が１周する毎に図示外の位置センサから基準
信号が取り出されるようになっており、この基準信号を
基準として回転ホルダ駆動装置（図示せず）が適宜タイ
ミングで駆動するようになっている。

【００２３】そして、本実施の形態において、回転式現
像装置２４は、回転シャフトを中心として回転可能な回
転ホルダ４１に二成分磁気ブラシ現像方式の現像器２４
ａ〜２４ｄを搭載したものであり、回転ホルダ４１を回
転駆動することにより潜像担持体２１に対向する現像位
置に各現像器２４ａ〜２４ｄを選択的に配置するように
なっている。

【００２４】ここで、各現像器２４ａ〜２４ｄは、例え
ばブラック用現像器２４ａが現像位置に配置された状態
を例に説明すると、図３に示すように、潜像担持体２１
に対向する部位が開口し二成分現像剤Ｄが収納される現
像ハウジング４２を有し、この現像ハウジング４２の開
口４３に面した箇所に現像ロール４４を配設すると共
に、この現像ロール４４の背面側の現像ハウジング４２
内には現像剤を攪拌搬送する一対の搬送撹拌オーガー４
５、４６を配設し、更に、前記現像ロール４４の現像部
位の手前側には層厚規制部材４７を現像ロール４４から
離間した位置に配設したものである。そして、現像位置
にある現像スリーブ４４１には、交流を重畳した直流バ
イアスからなる現像バイアスを印加するバイアス電源５
０が接続されるようになっている。

【００２５】そして、この現像ロール４４は、回転可能
な現像スリーブ４４１の内部に、複数の磁極（本実施の
形態では５極）が配列された磁石ロール４４２を固定的
に内包させたものである。この現像スリーブ４４１は、
潜像担持体２１の周面との間に所定の間隔を保ちながら
回転駆動されるようになっている。本実施の形態では、
この現像スリーブ４４１の回転方向が、前記潜像担持体
２１との対向部において当該潜像担持体２１の回転方向
と同方向に設定され、また、現像スリーブ４４１の回転
速度は、対向する潜像担持体２１の回転速度の２．１倍
に設定されている。更に、前記磁石ロール４４２の５極
の磁極のうち、前記攪拌搬送オーガー４５、４６と対向
する側に配設される２つの磁極４４２ａ、４４２ｂは同
じ極性に設定され、一方、その他の隣接する磁極同士は
異なる極性に設定されている。尚、他の現像器２４ｂ〜
２４ｄについても、このブラック現像器２４ａと同様の
構成を有している。

【００２６】また、本実施の形態では、以下に示す磁性
キャリアとトナーとからなる二成分現像剤Ｄを用いてい
る。 ○磁性キャリア：富士ゼロックス（株）製Ａｃｏｌｏｒ用キャリア粒径：５０μｍコア材：フェライト（パウダーテック社製、Ｆ−３００）コア材抵抗：１０⁸Ωｃｍ飽和磁化：６０ｅｍｕ／ｇキャリア抵抗：１０⁹Ωｃｍ ○トナー：富士ゼロックス（株）製Ａｃｏｌｏｒ用トナーこれらの磁性キャリア及びトナーを所定量ずつ容器に投
入し、タービュラーシェイカーミキサー（Inversina社
製）で３分間混合し、二成分現像剤Ｄを得た。

【００２７】更に、本実施の形態では、前記層厚規制部
材４７によって現像ロール４４上の単位面積当たりの二
成分現像剤量Ｄを５０ｍｇ／ｃｍ²に設定し、また、潜
像担持体２１と現像ロール４４との間隙を０．３５ｍｍ
に設定した。そして、図２に示す画像形成装置に、現像
器２４ａ〜２４ｄが具備された現像装置２４を取り付
け、停止状態の潜像担持体２１とブラック現像器２４ａ
とを対向させ、現像ロール４４を回転させながら数十秒
間放置した。すると、潜像担持体２１上に残った二成分
現像剤Ｄの痕跡の幅すなわち現像領域の幅は５ｍｍであ
った。

【００２８】また、本実施の形態では、現像ハウジング
４２の開口４３近傍に線状部材としてのワイヤー４９が
配設されている。本実施の形態において、このワイヤー
４９は、カーボンを含有したナイロンからなり、その体
積抵抗率は磁性キャリアと同じ１０⁹Ωｃｍであり、直
径は１００μｍである。このワイヤー４９は、図４に示
すように、現像ロール４４に対向してＷ＝２ｍｍの間隔
をもって複数配設されており、その取り付け角度は、現
像ロール４４の移動方向に対してθ＝２３°である。ま
た、このワイヤー４９に対しては、当該ワイヤー４９が
前記現像ロール４４に接触し、且つ、たるみが生じない
程度の張力がかけられている。そして、このワイヤー４
９は、前記開口４３の上下端部に対応する現像ハウジン
グ４２に設けられたワイヤー保持板４８へ取り付けられ
るようになっている。尚、本実施の形態では、現像ロー
ル４４の軸方向に対してワイヤー保持板４８を移動させ
ることが可能であり、これによりワイヤー４９の取り付
け角度を調整できるようになっている。

【００２９】次に、現像器２４ａに上述したワイヤー４
９を取り付け、二成分現像剤Ｄが担持された現像ロール
４４を回転駆動し、ワイヤー４９の取り付けによる不具
合発生の有無をチェックした。その結果、二成分現像剤
Ｄのこぼれやワイヤー４９のたるみ等は発生しなかっ
た。また、現像ロール４４上の二成分現像剤Ｄは、開口
４３通過時すなわちワイヤー４９通過時に若干の偏りを
生じたが、当該ワイヤー４９通過後、前記磁極４４２
ａ、４４２ｂ間に形成される反発磁界によって現像ロー
ル４４から剥がされることとなるため、特に問題とはな
らなかった。

【００３０】次に、本実施の形態に係るカラー画像形成
装置の画像形成プロセスについて説明する。先ず、感光
ドラム等の潜像担持体２１は、一様帯電装置２２により
その表面を例えば負極性に一様に帯電される。次に、レ
ーザ走査装置（露光装置）２３により、１色目、例えば
ブラック画像に対応する像露光がなされ、潜像担持体２
１の表面にはブラック画像に対応する静電潜像が形成さ
れる。このとき、回転式現像装置２４では、前記ブラッ
ク画像に対応する静電潜像の先端が現像位置に到達する
以前にブラック用現像器２４ａが潜像担持体２１に対向
し、その後ブラック用現像器２４ａが回転し磁気ブラシ
が静電潜像を摺擦して前記潜像担持体２１上にブラック
トナー像を形成する。

【００３１】一方、用紙あるいは透明シート等の転写材
２６は、転写材供給トレイ３１または３２から搬送さ
れ、一度レジストレーションロール３３で先端をせき止
められた後、所定のタイミングで転写ドラム２５１へと
送り出される。送り出された転写材２６は吸着装置（吸
着用帯電器２５２、吸着用帯電ロール２５３）により転
写ドラム２５１へ静電的に保持され、転写ドラム２５１
と潜像担持体２１とが対向する転写領域へ搬送される。
そこで、前記転写材２６は潜像担持体２１上のブラック
トナー像と密着し、転写帯電器２５４の作用でブラック
トナー像が転写材２６上に転写され、前記転写ドラム２
５１は転写材２６を保持したまま次の工程に備える。

【００３２】ところで、ブラックトナー像の転写を終え
た潜像担持体２１については、その後、必要に応じてク
リーニング前処理が施された後、クリーニング装置２８
により潜像担持体２１表面に残ったブラックトナーがか
き取られ、さらに除電装置２９で表面に残った電荷が除
電される。

【００３３】次に、二色目、例えばイエロ画像形成工程
のため、前記潜像担持体２１は、一様帯電装置２２によ
りその表面を負極性に一様に帯電され、レーザ走査装置
２３によりイエロ画像に対応する像露光がなされ、潜像
担持体２１の表面にはイエロ画像の静電潜像が形成され
る。また、回転式現像装置２４はブラックトナー像の形
成を終了した後で、イエロ用現像器２４ｂが前記潜像担
持体２１に対向するように切換えられており、前記イエ
ロ画像に対応する静電潜像はイエロ用磁気ブラシで現像
される。そして、前記転写ドラム２５１上に保持されて
いた転写材２６が再び転写領域へと搬送され、転写帯電
器２５４の作用で、今度はブラックトナー像の上にイエ
ロトナー像が多重転写される。イエロトナー像の転写を
終えた潜像担持体２１は、その後、ブラック画像形成工
程と同様にして、表面の残留トナーのクリーニングと残
留電荷の除電とが行われ、一方で、イエロトナー像の転
写を終えた転写材２６は転写ドラム２５１に保持された
まま次の工程に備える。

【００３４】その後、イエロの画像形成工程同様、三色
目、例えばマゼンタ画像形成工程が行われ、最後に四色
目、例えばシアン画像形成工程が行われるが、四色目の
転写を終えた転写材２６は、剥離除電器２５５および搬
送ガイド部材３４の先端の図示しない剥離フィンガによ
り、転写ドラム２５１から分離され、定着装置３０で多
重トナー像が転写材２６に定着された後、画像形成装置
の外へと搬出される。また、転写材２６の分離を終えた
転写ドラム２５１においては、その表面が除電器２５
６，２５７で除電された後、クリーニング装置２５８で
表面のクリーニングが行われ、次の転写材２６の供給を
待つことになる。

【００３５】次に、本実施の形態に係る現像器２４ａ〜
２４ｄの作動を、図３に示すブラック現像器２４ａを例
に説明する。同図において、一対の搬送攪拌オーガー４
５、４６によって攪拌された二成分現像剤Ｄが現像ロー
ル４４側に搬送されると、磁石ロール４４２の磁極４４
２ａの磁力により現像スリーブ４４１上に二成分現像剤
Ｄによる現像剤層が形成される。そして、この現像剤層
が現像スリーブ４４１の回転に伴って層厚規制部材４７
を通過する際、現像スリーブ４４１上の現像剤層は所定
厚さに規制され、所定の搬送量（本実施の形態では上述
したように５０ｍｇ／ｃｍ²）となって潜像担持体２１
と対向する開口４３に運ばれる。このとき、現像スリー
ブ４４１には前記バイアス電源５０より所定の現像バイ
アスが印加されており、これにより、現像スリーブ４４
１上の現像剤層は、潜像担持体２１と最近接する現像領
域において潜像担持体２１上の静電潜像を現像して可視
像化する。

【００３６】ここで、開口４３を通過する現像剤層は、
当該開口４３に配設されるワイヤー４９によって掻き乱
される。具体的に説明すれば次のようである。現像スリ
ーブ４４１上の現像剤層がワイヤー４９に当接すると、
この現像剤層を形成する二成分現像剤Ｄは、現像スリー
ブ４４１の移動方向と直交する方向の力を受けて横滑り
する。すると、現像剤層を構成する磁気ブラシ（磁性キ
ャリアの穂立ち）は、近接する別の磁気ブラシと干渉し
あって崩壊する。この挙動は連続的に生じ磁気ブラシの
崩壊が促進される。崩壊した磁気ブラシは、その後、以
前とは別の二成分現像剤Ｄ同士で新たな磁気ブラシを形
成する。従って、現像剤層の構成もワイヤー４９の通過
前とは異なったものとなる。また、現像剤層を構成する
二成分現像剤Ｄの一部は、ワイヤー４９に近接する際、
ワイヤー４９を乗り越える動きをする。これによっても
磁気ブラシの崩壊及び再形成が行われ、同時に、二成分
現像剤Ｄ中のトナーの潜像担持体２１、現像スリーブ４
４１間の往復運動も促されることとなる。

【００３７】この一連の磁気ブラシの崩壊、再形成プロ
セスにより、例えば、潜像担持体２１上に形成されたベ
タ部の静電潜像を現像し、トナーの付着量が著しく減少
した現像剤層表面側（磁気ブラシ先端部）の二成分現像
剤Ｄは、速やかに、トナー付着量が減少することなく付
着している現像スリーブ４４１側（磁気ブラシ後端部）
の二成分現像剤Ｄと入れ替わることとなる。従って、前
記現像剤層表面側に、充分にトナーが付着した二成分現
像剤Ｄが再配置されることとなるため、現像領域におい
てトナーの供給不足が生じるという事態を回避すること
が可能である。また、潜像担持体２１と対向する、トナ
ーの付着量が著しく減少した磁性キャリアの量を減少さ
せることができるため、スキャベンジ力の増加及びこれ
に伴う潜像担持体２１上からのトナーの掻き取りを防止
することも可能である。

【００３８】その後、開口４３を通過し現像を終了した
磁気ブラシは、現像スリーブ４４１上に担持されて搬送
され、前記磁極４４２ａ、４４２ｂ間に形成される反発
磁界によって現像ロール４４から剥がされ、再び現像ハ
ウジング４２内で一対の搬送攪拌オーガー４５、４６に
て攪拌搬送され、次の現像を待つこととなる。

【００３９】また、本発明者は、本実施の形態に係る画
像形成装置を用いて、図５に示す画像の採取を行い、得
られる画質を調査した。同図において、領域Ａ及び領域
Ｂの画像濃度は１５％であり、領域Ｃの画像濃度は１０
０％である。その結果、領域Ａ、Ｂ（中間濃度画像）や
領域Ｃ（ベタ画像）の後端部で生じる画像後端部抜け
（図１０（ｂ）参照）は若干残っているものの、領域Ｂ
内に形成される領域Ｃすなわち中間濃度画像領域内に形
成されるベタ画像領域における画像前方抜け（図１０
（ａ）参照）の発生はなくなり、良好な画像が得られ
た。そして、連続して１０００枚の画像形成を行った
が、磁性キャリアが潜像担持体２１側に付着するキャリ
ア付着による白抜け等も発生せず、二次的な問題点はみ
られなかった。

【００４０】尚、本実施の形態において、ワイヤー４９
の取り付け角度を現像スリーブ４４１の移動方向に対し
てθ＝２３°傾斜させて配置していたが、これは次のよ
うな理由によるものである。本発明者は、ワイヤー保持
板４８を現像ロール４４の軸方向に対して移動させるこ
とでワイヤー４９の取り付け角度θを種々変更し、ワイ
ヤー４９の取り付け角度による不具合発生の有無に関す
る確認実験を行った。その結果、取り付け角度θが４５
°を超えると、現像剤層を構成する二成分現像剤Ｄのワ
イヤー４９乗り越え量が増加し、また、二成分現像剤Ｄ
によってワイヤー４９に大きな力がかかってしまうため
に振動が生じ、二成分現像剤Ｄが現像スリーブ４４１上
から離脱する現象が発生することが判明した。従って、
本実施の形態では、ワイヤー４９の取り付け角度を上述
のように設定している。

【００４１】また、本実施の形態では、ワイヤー４９の
体積抵抗率と使用する二成分現像剤Ｄのキャリア抵抗と
を同じに設定していたが、これは次の理由によるもので
ある。本発明者は、体積抵抗率が異なるワイヤー４９を
用い、画像面積率１％から１０％までの全面画像を採取
し、画像が再現され始めたときの画像の画質評価を行っ
た。本実施の形態では、画像面積率６％より画像が再現
され始めた。尚、この実験で用いた二成分現像剤Ｄの体
積抵抗率は、上述したように１０⁹Ωｃｍである。この
ように非常に濃度の低い画像は、通常の濃度計を用いて
も濃度むらの検知は難しいため、目視でワイヤー４９の
配設間隔に相当する濃淡があるかどうかを判断した。

【００４２】その結果、ワイヤー４９としてカーボン含
有のナイロン製ワイヤー（体積抵抗率：１０⁹Ωｃｍ）
を用いた場合には、このような濃度むらは発生せず、良
好な画像が得られたのに対し、ワイヤー４９として体積
抵抗率：１０¹⁵Ωｃｍ、直径１００μｍのものを用いた
場合すなわちワイヤー４９の体積抵抗率がキャリア抵抗
よりも高いものを用いた場合には、図６（ａ）に示すよ
うに、現像領域におけるワイヤー４９の配設位置に対応
してプロセス方向に必要とする濃度よりも濃い濃度のス
ジが発生し、一方、ワイヤー４９として例えばタングス
テン製のもの（体積抵抗率：１０⁰Ωｃｍ、直径８９μ
ｍ）を用いた場合すなわちワイヤー４９の体積抵抗率が
キャリアの体積抵抗率（キャリア抵抗）よりも低いもの
を用いた場合には、図６（ｂ）に示すように、現像領域
におけるワイヤー４９の配設位置に対応してプロセス方
向に必要とする濃度よりも薄い濃度のスジが発生した。
これは、ワイヤー４９の体積抵抗率が磁性キャリアの体
積抵抗率（キャリア抵抗）と異なる場合に、現像電界の
分布が乱れるためであると考えられる。尚、この調査の
結果より、ワイヤー４９及び二成分現像剤Ｄの体積抵抗
率は、厳密に同一である必要はなく、オーダーベースで
同一であればよいことが判明している。従って、本実施
の形態では、ワイヤー４９の体積抵抗率を上述のように
設定している。

【００４３】尚、本実施の形態では、各現像器２４ａ〜
２４ｄが回転ホルダ４１に搭載される現像装置を例に説
明を行ったが、これに限られるものではなく、固定式の
現像装置に対しても適用可能である。また、本実施の形
態では、フルカラー画像形成装置の現像装置を例に説明
を行ったが、これに限られるものではなく、単色の現像
装置に対しても適用可能である。

【００４４】◎実施の形態２本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、二成
分現像剤Ｄの磁性キャリアとして所謂導電性キャリアを
使用するようにしたものである。尚、本実施の形態に係
る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態１に係る
画像形成装置と同様のものについては、実施の形態１と
同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略す
る。

【００４５】本実施の形態では、以下に示す磁性キャリ
アを用いている。 ○磁性キャリア：粒径：５０μｍコア材：マグネタイト（富士電気化学社製、MX030A）１００重量部コート材：カーボンブラック（キャボット社製、VXC72）１０積％トルエン１３．５重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０）１．８重量部コア材抵抗：１０^-5Ωｃｍコート材抵抗：１０⁵Ωｃｍ飽和磁化：７０ｅｍｕ／ｇキャリア抵抗：１０⁶Ωｃｍ尚、トナーについては、実施の形態１と同じものを用い
ている。

【００４６】次に、本実施の形態で用いた磁性キャリア
の体積抵抗率（キャリア抵抗）の測定方法を説明する。
図７は、磁性キャリアの体積抵抗率の測定を行った測定
装置の概要を示す。この測定装置は、磁石（図示せず）
が内包され二成分現像剤Ｄを担持しながら矢印方向に回
転するシリンダー６１（現像スリーブに対応）と、この
シリンダー６１に対して所定の間隔をもって配設される
セル６２と、前記シリンダー６１と前記セル６２との間
に１０⁶Ｖ／ｍの電界を形成するための電圧を印加する
電源６３と、二成分現像剤Ｄを介してシリンダー６１と
セル６２との間に流れる電流を測定する電流計６４とを
有している。ここで、セル６２の大きさは、シリンダー
６１の軸方向に６０ｍｍ、周方向に５ｍｍであり、ま
た、シリンダー６１とセル６２との配設間隔は２．２ｍ
ｍである。更に、セル６２の周囲にはガード電極６５が
配設され、シリンダー６１には所定の間隔をもって層厚
規制部材６６が配設されている。ここで、シリンダー６
１と層厚規制部材６６とによって形成される二成分現像
剤Ｄの層厚さは、セル６２に当接し且つシリンダー６１
の回転時にセル６２との間で現像剤詰まりを生じさせな
い程度に調節されている。尚、符号６６は、電源６３の
電圧をモニターする電圧計である。そして、この測定装
置において、前記シリンダー６１と前記セル６２との間
に１０⁶Ｖ／ｍの電界を形成する電圧を印加し、その際
に電流計６４に流れる電流とセル６２に対向する部分の
二成分現像剤Ｄが占める体積とから体積抵抗率を求め
た。尚、著しく体積抵抗率の低い磁性キャリアを有する
二成分現像剤Ｄを用いた場合には、１０⁶Ｖ／ｍの電界
を形成する電圧を印加するよりも前にブレイクダウンが
起こることがある。この実験では、その場合、電界の１
／２乗と電流密度との関係から、１０⁶Ｖ／ｍの電界を
形成するための電圧を印加したときの体積抵抗率を外挿
して求め、この値を代用することとした。

【００４７】次に、本発明者は、本実施の形態に係る画
像形成装置を用いて、実施の形態１と同様に図５に示す
画像の採取を行い、得られる画質を調査した。その結
果、画像後端部抜け（図１０（ｂ）参照）及び画像前方
抜け（図１０（ａ）参照）の発生はなくなり、非常に良
好な画像が得られた。そして、連続して１０００枚の画
像形成を行ったが、磁性キャリアが潜像担持体２１側に
付着するキャリア付着による白抜け等も発生せず、二次
的な問題点はみられなかった。

【００４８】また、本発明者は、夫々体積抵抗率の異な
る二成分現像剤Ｄを用い、図５に示す画像を採取し現像
見本と比較することにより得られる画像の画質評価を行
った。そして、画質の良いもの程低い数値（グレード）
であるものとし、その許容値は１とした。尚、この実験
では、ワイヤー４９として上述したタングステン製のも
のを用いている。

【００４９】結果を図８に示す。まず、領域Ａ、Ｂ（中
間濃度画像）や領域Ｃ（ベタ画像）の後端部で生じる画
像後端部抜け（図１０（ｂ）参照）については、図８に
記号□で示すように、二成分現像剤Ｄの体積抵抗率が１
０⁸Ωｃｍ以下の場合に良好な画像が得られることが把
握される。

【００５０】また、領域Ｂ内に形成される領域Ｃすなわ
ち中間濃度領域内に形成されるベタ領域での画像前方抜
けについても、図８に記号○で示すように、二成分現像
剤Ｄの体積抵抗率が１０⁸Ωｃｍを超える場合でも良好
な画像が得られるが、１０⁸Ωｃｍ以下の場合には更に
良好な画像が得られることが把握される。尚、同図にお
いて、記号●はワイヤー４９を有しない従来の現像装置
を用いた場合の画像前方抜けの結果を示しているが、こ
れからも、ワイヤー４９を配設することが画像前方抜け
の防止に有効であることが把握される。

【００５１】◎実施の形態３本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、図９
に示すように、ワイヤー４９が現像スリーブ４４１上の
二成分現像剤Ｄと複数回対向するように構成したもので
ある。尚、本実施の形態に係る画像形成装置の構成要素
のうち、実施の形態１に係る画像形成装置と同様のもの
については、実施の形態１と同様の符号を付してここで
はその詳細な説明を省略する。

【００５２】本実施の形態において、ワイヤー４９は、
図９に示すように、現像ロール４４に対してＷ＝２ｍｍ
の間隔をもって複数配設され、その取り付け角度は４５
°である。これにより、本実施の形態では、図９に点線
Ｅで示すように、現像スリーブ４４１上に担持搬送され
る二成分現像剤Ｄが必ず二回以上ワイヤー４９を通過す
るようになっており、その分、現像領域における二成分
現像剤Ｄの掻き乱し性能が向上することとなる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
攪乱部材によって現像領域を通過する二成分現像剤を掻
き乱すことにより、二成分現像剤の供給不足及びトナー
供給後の磁性キャリアによる潜像担持体上のトナーの再
掻き取りを防止するようにしたので、中間濃度の画像の
後端側に高濃度の画像を形成する際にも、当該高濃度の
画像領域の前方側に濃度の低いかすれ領域が生じるとい
う事態を有効に防止することができる。

【００５４】更に、１０⁸Ωｃｍ以下の磁性キャリアを
有する二成分現像剤を用いるようにすれば、上述した効
果に加え、中間濃度あるいは高濃度の画像の後端側に画
像のない領域（白色領域）を形成する際にも、当該中間
濃度あるいは高濃度の画像領域の後端側に濃度の低いか
すれ領域が生じるという事態を有効に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明に係る現像装置を示す
説明図である。

【図２】本発明に係る実施の形態１の現像装置を組み
込んだ画像形成装置の概略厚生を示す説明図である。

【図３】実施の形態１で用いられる現像装置の具体的
構成を示す説明図である。

【図４】実施の形態１に係る現像装置の開口部近傍の
拡大図である。

【図５】画質評価に用いた画像の説明図である。

【図６】（ａ）（ｂ）はワイヤーと二成分現像剤との
体積抵抗値が不一致である場合に得られる画像を例示す
る説明図である。

【図７】二成分現像剤の体積抵抗率を測定する測定装
置の概要を示す説明図である。

【図８】二成分現像剤の体積抵抗率と得られる画質と
の関係を示すグラフ図である。

【図９】実施の形態３に係る現像装置の開口部近傍の
拡大図である。

【図１０】（ａ）は所謂画像後端部抜けの説明図であ
り、（ｂ）は所謂画像前方抜けの説明図である。

【符号の説明】

１…潜像担持体，２…現像ハウジング，２ａ…現像用開
口，３…現像剤担持体，４…攪乱部材，２１…潜像担持
体，４２…現像ハウジング，４３…開口，４４…現像ロ
ール，４４１…現像スリーブ，４４２…磁石ロール，４
９…ワイヤー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺靖晃神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者福原琢神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H031 AC08 AD03 AD13 BA04 BA09 2H077 AB02 AC02 AD02 AD06 AD13 AD18 AD36 CA00 EA01 FA19 FA25 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体に対向して現像用開口が開設
され且つ内部に磁性キャリア及びトナーからなる二成分
現像剤が収容される現像ハウジングと、この現像ハウジングの現像用開口に面した箇所に配設さ
れ且つ前記二成分現像剤が担持搬送される現像剤担持体
とを備える現像装置において、前記現像用開口近傍を通過する前記現像剤担持体に近接
配置され、当該現像用開口近傍を通過する当該現像剤担
持体上の二成分現像剤を掻き乱す攪乱部材を備えること
を特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１に記載の現像装置において、前記攪乱部材が線状部材からなることを特徴とする現像
装置。
【請求項３】請求項２に記載の現像装置において、前記線状部材が前記現像剤担持体上の二成分現像剤と複
数回対向するように配設されることを特徴とする現像装
置。
【請求項４】請求項２に記載の現像装置において、前記線状部材が前記現像剤担持体の移動方向に対して傾
斜して配設されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項４に記載の現像装置において、前記線状部材と前記現像剤担持体の移動方向との成す角
度が４５°以下に設定されることを特徴とする現像装
置。
【請求項６】請求項１に記載の現像装置において、前記攪乱部材が非磁性且つ前記磁性キャリア近傍の抵抗
値を有する材料で構成されることを特徴とする現像装
置。
【請求項７】請求項１に記載の現像装置において、１０⁸Ωｃｍ以下の体積抵抗率を有する磁性キャリアを
使用することを特徴とする現像装置。