JP2001272862A

JP2001272862A - 現像装置

Info

Publication number: JP2001272862A
Application number: JP2000083497A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Shimizu; 保清水; Yoshio Sakakawa; 与志男坂川; Yoshitake Shimizu; 義威清水
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】現像スリーブによって搬送される現像剤の量
を磁性体で構成された規制部材により規制する現像装置
において、現像スリーブと規制部材との間隔が変動した
場合等においても、規制部材に規制されて搬送される現
像剤の量が大きく変動するのを防止する。【解決手段】内周側に複数の磁極を有するマグネット
部材13が設けられた現像スリーブ12によりトナーとキャ
リアを含む現像剤11を像担持体１と対向する現像領域に
搬送する現像装置において、現像スリーブによって搬送
される現像剤の量を規制する規制部材16を磁性材料で構
成し、この規制部材の現像剤の搬送方向下流側の規制面
16a を現像スリーブの法線方向に設け、この規制面から
曲面部16bを介して現像剤の搬送方向上流側に向かう制
御面16c を設け、規制面と制御面との角度θを15〜75°
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、像担持体に形成された
潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、ト
ナーとキャリアとを含む現像剤を像担持体と対向する現
像領域に搬送する現像スリーブの内周側に複数の磁極を
有するマグネット部材が設けられると共に、上記の現像
スリーブによって現像領域に搬送される現像剤の量を規
制する規制部材が磁性材料で構成され、この規制部材が
現像スリーブと所要間隔を介して対向するように設けら
れてなる現像装置において、現像スリーブと規制部材と
の間隔が変動した場合等において、規制部材を通過して
搬送される現像剤の量が大きく変動するのを抑制する点
に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置においては、像担持体に形成された潜像を現像
するのに様々な現像装置が使用されていた。

【０００３】そして、このような現像装置の一つとし
て、トナーとキャリアとを含む現像剤に用いた図１に示
すような現像装置が使用されていた。

【０００４】ここで、図１に示す現像装置においては、
像担持体１と対向するようにして設けられた現像スリー
ブ２の内周側に複数の磁極Ｎ，Ｓ，…を有するマグネッ
ト部材２ａを設け、この現像スリーブ２に攪拌供給部材
３から現像剤４を供給し、この現像剤４をマグネット部
材２ａの磁気力によって現像スリーブ２上に保持させる
と共に、この現像スリーブ２を回転させて、この現像ス
リーブ２により現像剤４を磁気ブラシの状態で像担持体
１側に搬送させるようになっている。

【０００５】そして、このように搬送される現像剤４の
量をこの現像スリーブ２と所要間隔を介して対向するよ
うに設けられた規制部材５により規制して、像担持体１
と対向する現像領域に搬送される現像剤４の量を調整
し、この現像スリーブ２により適当量の現像剤４を磁気
ブラシの状態で現像領域に搬送させ、この磁気ブラシを
像担持体１の表面に接触させて、像担持体１に形成され
た静電潜像に現像剤４中のトナーを供給して現像を行う
ようになっている。

【０００６】しかし、このように磁気ブラシを像担持体
１の表面に接触させて現像を行う場合、この磁気ブラシ
により像担持体１の表面に供給されたトナーが掻き取ら
れ、形成される画像に筋状のノイズが発生したり、画像
が乱れたりする等の問題があった。

【０００７】このため、近年においては、現像スリーブ
２と規制部材５との間隔を狭くし、現像スリーブ２によ
って現像領域に搬送される現像剤４の量を少なくすると
共に、現像スリーブ２に現像バイアス電源６から交番電
圧を印加させて、現像スリーブ２と像担持体１とが対向
する現像領域に交流電界を作用させ、現像剤４を像担持
体１と接触させないようにして現像を行うことが検討さ
れるようになった。

【０００８】しかし、このように現像スリーブ２と規制
部材５との間隔を狭くした場合、現像スリーブ２によっ
て現像領域に搬送される現像剤４の量にむらが生じた
り、現像装置内に混入された異物や、現像装置内におい
て凝集した現像剤４等の凝集物が現像スリーブ２と規制
部材５との間に詰まり、このように詰まった部分におい
ては、現像剤４が現像スリーブ２によって搬送されなく
なり、形成される画像に白筋等の画像抜けが発生すると
いう問題があった。

【０００９】そこで、従来においては、上記の規制部材
５を磁性材料で構成し、この規制部材５と対向する位置
におけるマグネット部材２ａの磁極Ｎとこの規制部材５
との間における磁力によって現像剤４を拘束し、現像ス
リーブ２と規制部材５との間隔を大きくした場合におい
ても、適当量の現像剤４が現像スリーブ２によって像担
持体１に搬送されるようにしたものが開発された。

【００１０】しかし、このように磁性材料で構成された
規制部材５を用いた場合において、現像スリーブ２と規
制部材５との間隔が変動したり、また現像剤４が使用に
より劣化したり、現像剤４中におけるトナーの濃度が変
化して、この現像剤４における磁力特性が変化すると、
これにより上記の規制部材５を通過して搬送される現像
剤４の量が大きく変動したり、現像スリーブ２を回転さ
せる際におけるトルクが高くなったりして、安定した画
像形成が行えなくなるという問題が生じた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、現像剤を
像担持体と対向する現像領域に搬送する現像スリーブの
内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が設けられ
ると共に、上記の現像スリーブによって現像領域に搬送
される現像剤の量を磁性材料で構成された規制部材によ
り規制するようになった現像装置における上記のような
問題を解決することを課題とするものである。

【００１２】すなわち、この発明においては、上記のよ
うに現像スリーブによって搬送される現像剤の量を磁性
材料で構成された規制部材により規制するようになった
現像装置において、現像スリーブと規制部材との間隔が
変動したり、また現像剤が劣化したり、現像剤中におけ
るトナー濃度が変化して、現像剤における磁力特性が変
化した場合等においても、上記の規制部材を通過して搬
送される現像剤の量が大きく変動したり、現像スリーブ
を回転させるトルクが高くなったりするのを抑制し、安
定した現像が行えるようにすることを課題とするもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明における第１の
現像装置においては、上記のような課題を解決するた
め、トナーとキャリアとを含む現像剤を像担持体と対向
する現像領域に搬送する現像スリーブの内周側に複数の
磁極を有するマグネット部材が設けられると共に、上記
の現像スリーブによって現像領域に搬送される現像剤の
量を規制する規制部材が磁性材料で構成され、この規制
部材が現像スリーブの内周側に設けられたマグネット部
材の磁極と対向する位置において現像スリーブと所要間
隔を介して設けられてなる現像装置において、上記の規
制部材における現像剤の搬送方向下流側の規制面を現像
スリーブの法線方向に設けると共に、この規制面から曲
面部を介して現像剤の搬送方向上流側に向かう制御面を
設け、上記の規制面と制御面とのなす角度θが１５〜７
５°の範囲になるようにしたのである。

【００１４】ここで、上記の第１の現像装置のように、
現像スリーブの内周側に設けられたマグネット部材の磁
極と対向する位置に磁性材料で構成された規制部材を設
けるにあたり、この規制部材における現像剤の搬送方向
下流側において、現像スリーブの法線方向に設けられた
規制面から曲面部を介して現像剤の搬送方向上流側に向
かう制御面を設けると、この規制部材と対向する上記の
マグネット部材の磁極による磁力が広い範囲で作用する
ようになる。このため、現像スリーブと規制部材との間
隔が変動したり、現像剤における磁力特性が変化した場
合等においても、規制部材を通過して搬送される現像剤
の量が大きく変動するのが抑制されるようになる。

【００１５】また、この第１の現像装置においては、上
記の規制部材における規制面と制御面との間を曲面部に
すると共に、規制面と制御面とのなす角度θを１５〜７
５°の範囲にしているため、現像剤に作用する磁力が上
記の制御面から規制面に向かう間において徐々に変化す
るようになり、規制面と制御面との交差する部分に磁力
が集中するのが抑制され、現像スリーブと規制部材との
間隔が変動したり、現像剤における磁力特性が変化した
場合等においても、規制部材を通過して搬送される現像
剤の量が大きく変動するのが抑制されると共に、現像ス
リーブと規制部材との間で現像剤が強く拘束されて現像
スリーブの回転トルクが増大するのも抑制されるように
なる。

【００１６】また、この第１の現像装置において、上記
の規制部材における規制面から曲面部を介して現像剤の
搬送方向上流側に向かう制御面を設けるにあたっては、
この規制部材と対向するマグネット部材の磁極による磁
力が広い範囲で作用するように、請求項２に示すよう
に、上記の制御面における現像剤の搬送方向上流側の端
部と規制面との間隔Ｌを４ｍｍ以上にすることが好まし
い。

【００１７】また、この第１の現像装置において、現像
スリーブと規制部材との間で現像剤が強く拘束されて現
像スリーブの回転トルクが増大するのを抑制するために
は、請求項３に示すように、上記の規制部材と対向する
位置におけるマグネット部材に設けられた磁極の中心
が、この規制部材における規制面よりも現像剤の搬送方
向上流側に位置し、この磁極の中心の垂直磁力が２０〜
４０ｍＴの範囲であることが好ましく、また規制部材と
対向する部分において、磁極における垂直磁力の変化が
広い範囲において少ないことがより望ましく、具体的に
は、１°当たりの磁力の変化が０．１ｍＴ／°以下の部
分が１５°以上あることが望ましい。

【００１８】また、この発明における第２の現像装置に
おいては、トナーとキャリアとを含む現像剤を像担持体
と対向する現像領域に搬送する現像スリーブの内周側に
複数の磁極を有するマグネット部材が設けられると共
に、上記の現像スリーブによって現像領域に搬送される
現像剤の量を規制する規制部材が磁性材料で構成され、
この規制部材が現像スリーブの内周側に設けられたマグ
ネット部材の磁極と対向する位置において現像スリーブ
と所要間隔を介して設けられてなる現像装置において、
規制部材と対向する位置に設けられた上記のマグネット
部材の磁極が複数の垂直ピーク磁力を有し、規制部材に
おける現像剤の搬送方向下流側の規制面が上記の磁極に
おける２つの垂直ピーク磁力の位置の間であって、この
２つの垂直ピーク磁力の位置の間における極小の垂直磁
力の位置よりも現像剤の搬送方向下流側に位置するよう
にしたのである。

【００１９】そして、この第２の現像装置のように、規
制部材と対向する位置に設けられたマグネット部材の磁
極が複数の垂直ピーク磁力を有するようにすると共に、
規制部材における現像剤の搬送方向下流側の規制面を、
上記の磁極における２つの垂直ピーク磁力の位置の間で
あって、この２つの垂直ピーク磁力の位置の間における
極小の垂直磁力の位置よりも現像剤の搬送方向下流側に
位置させると、現像スリーブと規制部材との間隔が変動
したり、現像剤における磁力特性が変化した場合等にお
いても、規制部材を通過して搬送される現像剤の量が大
きく変動するのが抑制されるようになる。

【００２０】また、この第２の現像装置において、規制
部材における規制面を挟む上記の２つの垂直ピーク磁力
が大きくなり過ぎたり、この２つの垂直ピーク磁力の位
置の間における極小の垂直磁力と２つの垂直ピーク磁力
との磁力差が大きくなり過ぎると、現像剤が現像スリー
ブから離れて飛散しやすくなるため、請求項５に示すよ
うに、規制部材の規制面を挟む２つの垂直ピーク磁力の
最大値が４０ｍＴ以下であると共に、この２つの垂直ピ
ーク磁力の位置の間における極小の垂直磁力と２つの垂
直ピーク磁力との差の最大値が１０ｍＴ以下にすること
が好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００２２】（実施形態１）実施形態１における現像装
置においては、図２に示すように、像担持体１と対向す
るようにして設けられた現像スリーブ１２の内周側に複
数の磁極Ｎ，Ｓ，…を有するマグネット部材１３を設
け、その装置本体１０内においてトナーとキャリアとを
含む現像剤１１を第１攪拌搬送部材１４ａと第２攪拌搬
送部材１４ｂとにより混合攪拌させながら循環させるよ
うにしている。

【００２３】そして、現像スリーブ１２側における第１
攪拌搬送部材１４ａから現像剤１１を現像スリーブ１２
側に設けられた供給部材１５に送り、この供給部材１５
によって現像剤１１を現像スリーブ１２に供給し、上記
のマグネット部材１３の磁気力によって現像剤１１を現
像スリーブ１２上に保持させるようにしている。

【００２４】また、このように現像剤１１が供給された
現像スリーブ１２を像担持体１と対向する現像領域にお
いて像担持体１と逆方向に移動するように回転させ、こ
の現像スリーブ１２により現像剤１１を磁気ブラシの状
態で搬送させ、このように搬送される現像剤１１の量を
この現像スリーブ１２と所要間隔Ｄｂを介して対向する
ように設けられた規制部材１６により規制するようにし
ている。

【００２５】ここで、この実施形態１の現像装置におい
ては、上記の規制部材１６をステンレス等の磁性材料で
構成すると共に、この規制部材１６における現像剤１１
の搬送方向下流側の規制面１６ａを現像スリーブ１２の
法線方向に設け、この規制面１６ａから曲面部１６ｂを
介して現像剤１１の搬送方向上流側に向かう制御面１６
ｃを設けており、上記の規制面１６ａと制御面１６ｃと
のなす角度θが１５〜７５°の範囲になるようにしてい
る。

【００２６】そして、このような規制部材１６により現
像スリーブ１２によって搬送される現像剤１１の量を規
制すると、現像スリーブ１２と規制部材１６との間隔Ｄ
ｂが変動したり、現像剤１１における磁力特性が変化し
た場合等においても、規制部材１６を通過して現像スリ
ーブ１２によって搬送される現像剤１１の量が大きく変
動するのが抑制されるようになる。

【００２７】また、このようにして規制部材１６により
現像スリーブ１２によって搬送される現像剤１１の量を
規制した後は、この現像スリーブ１２によって現像剤１
１を像担持体１と対向する現像領域に搬送し、この現像
スリーブ１２に現像バイアス電源１７から直流電圧に交
流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、現
像スリーブ１２と像担持体１とが対向する現像領域に交
番電界を作用させ、像担持体１に形成された静電潜像に
現像剤１１中のトナーを供給して現像を行うようにして
いる。

【００２８】次に、具体的な実験に基づいて、この発明
の実施形態１における現像装置が優れている点を明らか
にする。

【００２９】（実験１）この実験１においては、磁性材
料で構成された２種類の規制部材１６，１６’を用いる
ようにした。

【００３０】ここで、実施例としては、図３に示すよう
に、現像剤１１の搬送方向下流側の規制面１６ａが現像
スリーブ１２の法線方向に設けられると共に、この規制
面１６ａから曲率半径が２ｍｍになった曲面部１６ｂを
介して現像剤１１の搬送方向上流側に向かう制御面１６
ｃが設けられ、上記の規制面１６ａと制御面１６ｃとの
なす角度θが１５〜７５°の範囲内である６０°で、制
御面１６ｃにおける現像剤１１の搬送方向上流側の端部
と規制面１６ａとの間隔Ｌが５ｍｍなった規制部材１６
を用いるようにした。一方、比較例としては、図４に示
すように、現像剤１１の搬送方向下流側において現像ス
リーブ１２の法線方向に設けられた規制面１６ａと現像
剤１１の搬送方向上流側に向かう制御面１６ｃとが直交
し、制御面１６ｃにおける現像剤１１の搬送方向上流側
の端部と規制面１６ａとの間隔Ｌが５ｍｍなった規制部
材１６’を用いるようにした。

【００３１】また、現像剤１１を搬送する現像スリーブ
１２としては、外径が１８ｍｍの円筒状になったものを
使用すると共に、この現像スリーブ１２の内周側に位置
するマグネット部材１３としては、規制部材１６，１
６’と対向する位置において、中心に４０ｍＴの垂直磁
力のピークを有する磁極Ｓ３を設け、この磁極Ｓ３から
現像剤１１の搬送方向下流側に向かって、中心に４０ｍ
Ｔの垂直磁力のピークを有する磁極Ｎ２、中心に６０ｍ
Ｔの垂直磁力のピークを有する磁極Ｓ２、中心に１００
ｍＴの垂直磁力のピークを有する磁極Ｎ１、中心に６０
ｍＴの垂直磁力のピークを有する磁極Ｓ１を設けたもの
を用いるようにした。

【００３２】そして、この実験１では、現像スリーブ１
２に対する規制部材１６，１６’の取付位置のずれや、
劣化による現像剤１１の磁力特性の変化等を考慮し、下
記の２つの条件Ａ，Ｂで実験を行うようにした。

【００３３】ここで、条件Ａでは、現像剤１１として、
市販の複写機であるミノルタ社製Ｄｉ３５０に使用され
ているキャリアとトナーとを用い、トナー濃度が１１ｗ
ｔ％になったもの使用すると共に、規制部材１６，１
６’と対向する位置における上記の磁極Ｓ３の中心が規
制部材１６，１６’の規制面１６ａより現像剤１１の搬
送方向上流側に位置し、現像スリーブ１２の中心から規
制部材１６，１６’の規制面１６ａに向かう線と、現像
スリーブ１２の中心から規制部材１６，１６’と対向す
る位置における磁極Ｓ３の中心に向かう線とのなす角度
αが１０°になるようにした。

【００３４】一方、条件Ｂでは、現像剤１１として、上
記のミノルタ社製Ｄｉ３５０に使用されているキャリア
と、このミノルタ社製Ｄｉ３５０に使用されているトナ
ーから後処理剤であるシリカとチタン酸ストロンチウム
を除いたトナーとを用い、トナー濃度が１５ｗｔ％にな
ったもの使用すると共に、規制部材１６，１６’と対向
する位置における上記の磁極Ｓ３の中心が規制部材１
６，１６’の規制面１６ａより現像剤１１の搬送方向上
流側に位置し、現像スリーブ１２の中心から規制部材１
６，１６’の規制面１６ａに向かう線と、現像スリーブ
１２の中心から規制部材１６，１６’と対向する位置に
おける磁極Ｓ３の中心に向かう線とのなす角度αが２０
°になるようにした。

【００３５】そして、上記の条件Ａ，Ｂの下で、上記の
実施例及び比較例における各規制部材１６，１６’と現
像スリーブ１２との間隔Ｄｂを、下記の表１に示すよう
に、０．２〜０．６ｍｍの範囲で変更させて、それぞれ
現像スリーブ１２により搬送される現像剤１１の量を規
制し、各規制部材１６，１６’を通過して搬送される現
像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）を求めると共に、規制部材
１６，１６’と現像スリーブ１２との間隔Ｄｂの変化に
伴う現像剤搬送量の変化を示す搬送量変動率及び現像剤
搬送量のバラツキを示すＳＮ比を求め、その結果を下記
の表１に合わせて示した。

【００３６】ここで、上記の搬送量変動率については、
下記の式により求めた。なお、この搬送量変動率の値が
小さい程、規制部材１６，１６’と現像スリーブ１２と
の間隔Ｄｂの変化による現像剤搬送量の変化が少なくな
る。

【００３７】搬送量変動率（ｍｇ／ｃｍ³）＝現像剤搬
送量の変化（ｍｇ／ｃｍ²）／Ｄｂの変化（ｃｍ）

【００３８】また、上記のＳＮ比については、規制部材
１６，１６’と現像スリーブ１２との間隔Ｄｂ（ｍｍ）
に対する現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ³）の変化が直線関
係にあるとし、その傾きをａとした場合において、この
直線からの平均２乗誤差を求め、下記の式よりＳＮ比を
算出した。なお、このＳＮ比の値が大きい程、現像剤搬
送量のバラツキが少なくなる。

【００３９】ＳＮ比（ｍｍ^-2）＝ａ²／平均２乗誤差

【００４０】

【表１】

【００４１】この結果から明らかなように、現像剤１１
の搬送方向下流側において現像スリーブ１２の法線方向
に設けられた規制面１６ａから曲面部１６ｂを介して現
像剤１１の搬送方向上流側に向かう制御面１６ｃが設け
られ、規制面１６ａと制御面１６ｃとのなす角度θが６
０°になった規制部材１６を用いた実施例のものは、現
像剤１１の搬送方向下流側において現像スリーブ１２の
法線方向に設けられた規制面１６ａと現像剤１１の搬送
方向上流側に向かう制御面１６ｃとが直交した規制部材
１６’を用いた比較例のものに比べて、上記の搬送量変
動率の値が小さくなって、規制部材１６と現像スリーブ
１２との間隔Ｄｂの変化による現像剤搬送量の変化が少
なくなると共に、上記のＳＮ比の値が大きくなって、現
像剤搬送量のバラツキも少なくなっていた。

【００４２】（実験２）この実験２においては、図５に
示すように、磁性材料で構成された板材を折り曲げた規
制部材１６であって、現像剤１１の搬送方向下流側にお
いて現像スリーブ１２の法線方向に設けられた規制面１
６ａから曲率半径が１．５ｍｍになった曲面部１６ｂを
介して現像剤１１の搬送方向上流側に向かう制御面１６
ｃが設けられ、この制御面１６ｃにおける現像剤１１の
搬送方向上流側の端部と規制面１６ａとの間隔Ｌが５ｍ
ｍになった規制部材１６において、上記の規制面１６ａ
と制御面１６ｃとのなす角度θを１０〜９０°の範囲で
変更させるようにした。

【００４３】また、現像剤１１を搬送する現像スリーブ
１２としては、外径が１８ｍｍの円筒状になったものを
使用すると共に、この現像スリーブ１２の内周側に位置
するマグネット部材１３としては、規制部材１６と対向
する位置における磁極Ｎ１から等間隔で現像剤１１の搬
送方向下流側に向かってＳ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ３，Ｓ３
が順々に設けられ、各磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ
３，Ｓ３の中心における垂直磁力のピークがそれぞれ３
０ｍＴになったものを用いるようにした。

【００４４】そして、この実験２では、現像スリーブ１
２に対する規制部材１６の取付位置のずれや、劣化によ
る現像剤１１の磁力特性の変化等を考慮し、下記の２つ
の条件Ｃ，Ｄで実験を行うようにした。

【００４５】ここで、条件Ｃでは、現像剤１１として、
平均粒径が３０μｍのバインダー型キャリアと市販の複
写機であるミノルタ社製ＣＦ９００に使用されているト
ナーとを用い、トナー濃度が１５ｗｔ％になったものを
使用すると共に、規制部材１６と対向する位置における
上記の磁極Ｎ１の中心が規制部材１６の規制面１６ａよ
り現像剤１１の搬送方向上流側に位置し、現像スリーブ
１２の中心から規制部材１６の規制面１６ａに向かう線
と、現像スリーブ１２の中心から規制部材１６と対向す
る位置における磁極Ｎ１の中心に向かう線とのなす角度
αを２０°にした。

【００４６】一方、条件Ｄでは、現像剤１１として、平
均粒径が３５μｍのフェライトキャリアと上記のミノル
タ社製ＣＦ９００に使用されているトナーとを用い、ト
ナー濃度が５ｗｔ％になったものを使用すると共に、規
制部材１６と対向する位置における上記の磁極Ｎ１の中
心が規制部材１６の規制面１６ａより現像剤１１の搬送
方向上流側に位置し、現像スリーブ１２の中心から規制
部材１６の規制面１６ａに向かう線と、現像スリーブ１
２の中心から規制部材１６と対向する位置における磁極
Ｎ１の中心に向かう線とのなす角度αを１０°にした。

【００４７】そして、上記のように規制面１６ａと制御
面１６ｃとのなす角度θを変更させた各規制部材１６を
用い、上記の条件Ｃ，Ｄの下で規制部材１６と現像スリ
ーブ１２との間隔Ｄｂを変更させると共に、各間隔Ｄｂ
においてそれぞれ現像スリーブ１２の回転数が２００ｒ
ｐｍ，３００ｒｐｍ，４００ｒｐｍ，５００ｒｐｍにお
ける各現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）を求めて、これら
の平均値を現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）とし、これに
基づき、上記の実験１の場合と同様にして搬送量変動率
（ｍｇ／ｃｍ³）を求め、その結果を下記の表２に合わ
せて示した。

【００４８】

【表２】

【００４９】この結果から明らかなように、現像スリー
ブ１２の法線方向に設けられた規制面１６ａから曲面部
１６ｂを介して現像剤１１の搬送方向上流側に向かう制
御面１６ｃが設けられた規制部材１６において、上記の
規制面１６ａと制御面１６ｃとのなす角度θが１５〜７
５°の範囲を外れると、搬送量変動率が３００ｍｇ／ｃ
ｍ³を越えたのに対して、規制面１６ａと制御面１６ｃ
とのなす角度θが１５〜７５°の範囲になったものにお
いては、搬送量変動率が３００ｍｇ／ｃｍ³未満で、規
制部材１６と現像スリーブ１２との間隔Ｄｂの変化によ
る現像剤搬送量の変化が少なくなっていた。

【００５０】（実験３）この実験３においては、磁性材
料で構成された規制部材１６における規制面１６ａと制
御面１６ｃとのなす角度θが６０°、規制面１６ａと制
御面１６ｃとの間の曲面部１６ｂの曲率半径が１．５ｍ
ｍになった規制部材１６において、下記の表３に示すよ
うに、制御面１６ｃにおける現像剤１１の搬送方向上流
側の端部と規制面１６ａとの間隔Ｌを２〜１０ｍｍの範
囲で変更させ、それ以外は、上記の実験２の場合と同様
にして、上記の条件Ｃ，Ｄの下で実験を行い、規制部材
１６と現像スリーブ１２との間隔Ｄｂ（ｍｍ）の変化に
対する現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）の変化を求めた。

【００５１】そして、この結果に基づき、前記の実験１
の場合と同様にして、規制面１６ａと制御面１６ｃにお
ける現像剤１１の搬送方向上流側の端部との間隔Ｌを変
更させた場合におけるそれぞれのＳＮ比（ｍｍ^-2）を算
出し、その結果を下記の表３に合わせて示した。

【００５２】

【表３】

【００５３】この結果から明らかなように、制御面１６
ｃにおける現像剤１１の搬送方向上流側の端部と規制面
１６ａとの間隔Ｌを４ｍｍ以上にすると、ＳＮ比の値が
大きくなって、現像剤搬送量のバラツキが少なくなっ
た。

【００５４】（実験４）この実験４においては、磁性材
料で構成された規制部材１６における規制面１６ａと制
御面１６ｃとのなす角度θが６０°、規制面１６ａと制
御面１６ｃとの間の曲面部１６ｂの曲率半径が１．５ｍ
ｍ、制御面１６ｃにおける現像剤１１の搬送方向上流側
の端部と規制面１６ａとの間隔Ｌが５ｍｍになった規制
部材１６を用いると共に、規制部材１６と現像スリーブ
１２との間隔Ｄｂを０．４ｍｍにした。

【００５５】そして、この実験４においては、規制部材
１６と対向する位置における磁極Ｎ１の中心における垂
直磁力のピークを、下記の表４に示すように、１０〜６
０ｍＴの範囲で変更させ、上記の実験２の場合と同様に
して、上記の条件Ｃ，Ｄの下で実験を行い、前記の実験
１の場合と同様にして、搬送量変動率（ｍｇ／ｃｍ³）
を求めると共に、現像スリーブ１２を回転させる場合に
おける条件Ｃ，ＤでのそれぞれのトルクＴＣ，ＴＤ（ｇ
ｆ・ｃｍ）を測定して、下記の式により平均トルク（ｇ
ｆ・ｃｍ）求め、その結果を下記の表４に合わせて示し
た。

【００５６】平均トルク＝（ＴＣ²＋ＴＤ²）^0.5／２

【００５７】

【表４】

【００５８】この結果から明らかなように、規制部材１
６と対向する位置における磁極Ｎ１の中心における垂直
磁力のピークが１０ｍＴになると、現像スリーブ１２を
回転させるトルクが小さくなるが、搬送量変動率が急激
に大きくなり、一方、磁極Ｎ１の中心における垂直磁力
のピークが５０ｍＴを越えると、搬送量変動率が少なく
なるが、現像スリーブ１２を回転させる平均トルクが５
０ｇｆ・ｃｍを越えて、現像スリーブ１２ｂの回転がス
ムーズに行えなくなるため、規制部材１６と対向する位
置における磁極Ｎ１の中心における垂直磁力のピークを
２０〜４０ｍＴの範囲にすることが好ましかった。

【００５９】（実験５）この実験５においては、磁性材
料で構成された規制部材１６における規制面１６ａと制
御面１６ｃとのなす角度θが６０°、規制面１６ａと制
御面１６ｃとの間の曲面部１６ｂの曲率半径が１．５ｍ
ｍ、規制面１６ａと制御面１６ｃとのなす角度θが６０
°になった規制部材１６と、図６に示すように、この規
制部材１６の規制面１６ａに下端が一致するようにして
厚みが０．５ｍｍの磁性板１６ｄを取り付けたものとを
用い、それ以外は、上記の実験２の場合と同様にして、
上記の条件Ｃ，Ｄで実験を行い、規制部材１６と現像ス
リーブ１２との間隔Ｄｂ（ｍｍ）の変化に伴う現像剤搬
送量（ｍｇ／ｃｍ²）の変化を求め、その結果を下記の
表５に示した。

【００６０】また、この結果に基づいて、前記の実験１
の場合と同様にして、搬送量変動率（ｍｇ／ｃｍ³）及
びＳＮ比（ｍｍ^-2）を算出し、その結果を下記の表５に
合わせて示した。

【００６１】

【表５】

【００６２】この結果から明らかなように、規制部材１
６の規制面１６ａに下端が一致するようにして磁性板１
６ｄを取り付けた場合には、さらに搬送量変動率が少な
くなって、現像剤１１がさらに安定して搬送されるよう
になった。

【００６３】（実験６）この実験６においては、磁性材
料で構成された規制部材１６における規制面１６ａと制
御面１６ｃとのなす角度θが６０°、規制面１６ａと制
御面１６ｃとの間の曲面部１６ｂの曲率半径が１．５ｍ
ｍ、制御面１６ｃにおける現像剤１１の搬送方向上流側
の端部と規制面１６ａとの間隔Ｌが５ｍｍになった規制
部材１６を用いる一方、この規制部材１６と対向する位
置におけるマグネット部材１３の磁極Ｎ１の垂直磁力の
分布を変更させたものを用いるようにした。

【００６４】ここで、この実験６においては、現像スリ
ーブ１２の中心から磁極Ｎ１の中心に向かう線に対して
現像剤１１の搬送方向上流側に角度β１だけ離れた部分
における垂直磁力Ｔａと、磁極Ｎ１の中心における磁力
Ｔｏと、現像スリーブ１２の中心から磁極Ｎ１の中心に
向かう線に対して現像剤１１の搬送方向下流側に角度β
２だけ離れた部分における垂直の磁力Ｔｂが、下記の表
６に示すようになった各マグネット部材１３を用いると
共に、現像スリーブ１２の中心から規制部材１６の規制
面１６ａに向かう線と、現像スリーブ１２の中心からこ
の磁極Ｎ１の中心に向かう線とのなす角度αを、表６に
示すように、１５°，２０°２５°に変更させた。ま
た、この磁極Ｎ１の中心は、規制面１６ａよりも搬送方
向上流側に位置している。なお、下記の表６に示す例で
は、上記の角度β１と角度β２が同じ角度になっている
が、異なっていてもよい。

【００６５】そして、この実験６においては、前記の実
験１で使用したのと同じ２種類の現像剤１１を用い、上
記の各条件の下で、前記の実験１の場合と同様にして、
搬送量変動率（ｍｇ／ｃｍ³）及びＳＮ比（ｍｍ^-2）を
算出し、その結果を下記の表６に合わせて示した。

【００６６】

【表６】

【００６７】この結果、規制部材１６と対向する位置に
おけるマグネット部材１３の磁極Ｎ１の垂直磁力の分布
が幅広く存在すると、搬送量変動率が少なくなると共に
ＳＮ比も高くなって、現像剤１１がさらに安定して搬送
されるようになった。

【００６８】（実施形態２）実施形態２における現像装
置においては、図７に示すように、像担持体１と対向す
るようにして設けられた現像スリーブ１２の内周側に複
数の磁極Ｎ，Ｓ，…を有するマグネット部材１３を設
け、トナーとキャリアとを含む現像剤１１をこの現像ス
リーブ１２に供給し、上記のマグネット部材１３の磁気
力によって現像剤１２を現像スリーブ１２上に保持させ
るようにしている。

【００６９】そして、このように現像剤１１が供給され
た現像スリーブ１２を像担持体１と対向する現像領域に
おいて像担持体１と逆方向に移動するように回転させ、
このように回転する現像スリーブ１２により現像剤１１
を磁気ブラシの状態で搬送させ、このように搬送される
現像剤１１の量をこの現像スリーブ１２と所要間隔Ｄｂ
を介して対向するように設けられた規制部材１６により
規制するようにしている。

【００７０】ここで、この実施形態２の現像装置におい
ては、図８に示すように、上記の規制部材１６と対向す
る位置に設けられたマグネット部材１３の磁極Ｎ１が２
つの垂直ピーク磁力Ｔp1，Ｔp2を有し、上記の規制部材
１６における現像剤１１の搬送方向下流側の規制面１６
ａが上記の磁極Ｎ１における２つの垂直ピーク磁力Ｔp
1，Ｔp2の位置の間であって、この間における極小の垂
直磁力ＴL の位置よりも現像剤１１の搬送方向下流側に
位置するようにしている。

【００７１】そして、上記の規制部材１６により現像ス
リーブ１２によって搬送される現像剤１１の量を規制す
ると、現像スリーブ１２と規制部材１６との間隔Ｄｂが
変動したり、現像剤１１における磁力特性が変化した場
合等においても、規制部材１６を通過して現像スリーブ
１２によって搬送される現像剤１１の量が大きく変動す
るのが抑制されるようになる。

【００７２】また、このようにして規制部材１６により
現像スリーブ１２によって搬送される現像剤１１の量を
規制した後は、この現像スリーブ１２によって現像剤１
１を像担持体１と対向する現像領域に搬送し、この現像
スリーブ１２に現像バイアス電源１７から直流電圧に交
流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、現
像スリーブ１２と像担持体１とが対向する現像領域に交
番電界を作用させ、現像剤１１を像担持体１と接触させ
ないようにして、像担持体１に形成された静電潜像に現
像剤４中のトナーを供給して現像を行うようにしてい
る。

【００７３】次に、具体的な実験に基づいて、この発明
の実施形態２における現像装置が優れている点を明らか
にする。

【００７４】（実験７）この実験７においては、磁性材
料で構成された板状の規制部材１６を用いると共に、現
像剤１１の搬送する現像スリーブ１２として外径が１８
ｍｍの円筒状になったものを使用し、またこの現像スリ
ーブ１２の内周側に位置するマグネット部材１３として
は、上記の規制部材１６と対向する位置におけるマグネ
ット部材１３の磁極Ｎ１の垂直磁力の分布を変更させた
ものを用いるようにした。

【００７５】ここで、この実験７においては、上記の規
制部材１６と対向する位置における磁極Ｎ１の中心に極
小の垂直磁力ＴL が位置すると共に、この磁極Ｎ１の中
心により現像剤１１の搬送方向下流側及び上流側に垂直
ピーク磁力Ｔp1，Ｔp2が位置するマグネット部材１３で
あって、現像スリーブ１２の中心からこの磁極Ｎ１の中
心に向かう線に対して現像剤１１の搬送方向下流側に角
度β３だけ離れた位置の垂直ピーク磁力Ｔp1、磁極Ｎ１
の中心に位置する極小の垂直磁力ＴL 、現像スリーブ１
２の中心からこの磁極Ｎ１の中心に向かう線に対して現
像剤１１の搬送方向上流側に所要角度β４だけ離れた位
置の垂直ピーク磁力Ｔp2が、下記の表７に示すようにな
った各マグネット部材１３を用いた。なお、下記の表７
に示す例では、上記の角度β３と角度β４とが同じ角度
になっているが、異なる角度になっていてもよい。

【００７６】また、この実験７においては、上記の現像
スリーブ１２の中心から規制部材１６の規制面１６ａに
向かう線と、現像スリーブ１２の中心から上記の各マグ
ネット部材１３の磁極Ｎ１における現像剤１１の搬送方
向下流側の垂直ピーク磁力Ｔp1の位置に向かう線とのな
す角度γを、表７に示すように−１９°，６°３２°に
変更させた。なお、上記の角度γが−の場合は、規制部
材１６の規制面１６ａの位置が磁極Ｎ１における現像剤
１１の搬送方向下流側の垂直ピーク磁力Ｔp1の位置より
も現像剤１１の搬送方向下流側になっており、角度γが
＋の場合は、規制部材１６の規制面１６ａの位置が上記
の磁極Ｎ１における現像剤１１の搬送方向下流側の垂直
ピーク磁力Ｔp1の位置よりも現像剤１１の搬送方向上流
側になっている。

【００７７】そして、この実験７では、前記の実験１で
使用したのと同じ２種類の現像剤１１を用い、上記の各
条件の下で、前記の実験１の場合と同様にして、搬送量
変動率（ｍｇ／ｃｍ³）を求めると共に、規制後におけ
る現像剤飛散を調べ、その結果を下記の表７に合わせて
示した。なお、現像剤飛散については、規制後に現像ス
リーブ１２から現像剤１１が飛散しなかった場合を○、
現像剤１１が飛散した場合×で示した。

【００７８】

【表７】

【００７９】この結果、上記の角度γが＋であって、角
度γが角度β３より小さい場合、すなわち、規制部材１
６の規制面１６ａが上記の磁極Ｎ１における極小の垂直
磁力ＴL の位置と現像剤１１の搬送方向下流側の垂直ピ
ーク磁力Ｔp1の位置との間に位置する場合には、搬送量
変動率が少なくなって、現像剤１１が安定して搬送され
るようになっており、また上記の磁極Ｎ１における２つ
の垂直ピーク磁力Ｔp1，Ｔp2が４０ｍＴ以下であると共
に、この２つの垂直ピーク磁力Ｔp1，Ｔp2と上記の極小
の垂直磁力ＴL との差の最大値が１０ｍＴ以下の場合に
は、現像スリーブ１２からの現像剤１１が飛散するとい
うこともなかった。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
第１の現像装置においては、現像スリーブの内周側に設
けられたマグネット部材の磁極と対向する位置に規制部
材を設けるにあたり、この規制部材における現像剤の搬
送方向下流側において、現像スリーブの法線方向に設け
られた規制面から曲面部を介して現像剤の搬送方向上流
側に向かう制御面を設けるようにしたため、規制部材と
対向するマグネット部材の磁極による磁力が広い範囲で
作用するようになり、現像スリーブと規制部材との間隔
が変動したり、現像剤における磁力特性が変化した場合
等においても、規制部材を通過して搬送される現像剤の
量が大きく変動するのが抑制されるようになった。

【００８１】また、この第１の現像装置においては、上
記の規制部材における規制面と制御面との間を曲面部に
すると共に、規制面と制御面とのなす角度θを１５〜７
５°の範囲にしたため、現像剤に作用する磁力が上記の
制御面から規制面に向かう間において徐々に変化するよ
うになり、規制面と制御面との交差する部分に磁力が集
中するのが抑制され、現像スリーブと規制部材との間隔
が変動したり、現像剤における磁力特性が変化した場合
等においても、規制部材を通過して搬送される現像剤の
量が大きく変動するのが抑制されると共に、現像スリー
ブと規制部材との間で現像剤が強く拘束されて現像スリ
ーブの回転トルクが増大するのも抑制されるようになっ
た。

【００８２】また、この発明の第２の現像装置において
は、現像スリーブの内周側に設けられたマグネット部材
の磁極と対向する位置に規制部材を設けるにあたり、規
制部材と対向する位置に設けられたマグネット部材の磁
極が複数の垂直磁力のピークをもつようにすると共に、
規制部材における現像剤の搬送方向下流側の規制面を、
上記の磁極における２つの垂直ピーク磁力の位置の間で
あって、この２つの垂直ピーク磁力の位置の間における
極小の垂直磁力の位置よりも現像剤の搬送方向下流側に
位置させるようにしたため、現像スリーブと規制部材と
の間隔が変動したり、現像剤における磁力特性が変化し
た場合等においても、規制部材を通過して搬送される現
像剤の量が大きく変動するのが抑制されるようになっ
た。

【００８３】また、この第２の現像装置において、規制
部材の規制面を挟む２つの垂直ピーク磁力の最大値を４
０ｍＴ以下にすると共に、この２つの垂直ピーク磁力の
位置の間における極小の垂直磁力と２つの垂直ピーク磁
力との差の最大値が１０ｍＴ以下になるようにすると、
現像剤が現像スリーブから離れて飛散するのも抑制され
るようになった。

【００８４】そして、この発明における第１及び第２の
各現像装置においては、現像スリーブと規制部材との間
隔が変動したり、現像剤における磁力特性が変化した場
合等においても、安定した量の現像剤が現像領域に搬送
されて適切な現像が行われるようになり、良好な画像が
安定して得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の現像装置を示した概略説明図である。

【図２】この発明の実施形態１の現像装置を示した概略
説明図である。

【図３】実験１において用いた実施例の現像装置の部分
説明図である。

【図４】実験１において用いた比較例の現像装置の部分
説明図である。

【図５】実験２において用いた現像装置の部分説明図で
ある。

【図６】実験５において用いた現像装置の部分説明図で
ある。

【図７】この発明の実施形態２の現像装置を示した概略
説明図である。

【図８】実施形態２の現像装置における要部の拡大説明
図である。

【符号の説明】

１像担持体１１現像剤１２現像スリーブ１３マグネット部材１６規制部材１６ａ規制部材の規制面１６ｂ規制部材の曲面部１６ｃ規制部材の制御面Ｎ，Ｓ，… マグネット部材の磁極 θ 規制面と制御面とのなす角度Ｌ制御面における現像剤の搬送方向上流側の端部と規
制面との間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水義威大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H031 AC08 AC13 AC18 AC19 AC20 AC31 AC33 AC34 AD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアとを含む現像剤を像担
持体と対向する現像領域に搬送する現像スリーブの内周
側に複数の磁極を有するマグネット部材が設けられると
共に、上記の現像スリーブによって現像領域に搬送され
る現像剤の量を規制する規制部材が磁性材料で構成さ
れ、この規制部材が現像スリーブの内周側に設けられた
マグネット部材の磁極と対向する位置において現像スリ
ーブと所要間隔を介して設けられてなる現像装置におい
て、上記の規制部材における現像剤の搬送方向下流側の
規制面が現像スリーブの法線方向に設けられると共に、
この規制面から曲面部を介して現像剤の搬送方向上流側
に向かう制御面が設けられ、上記の規制面と制御面との
なす角度θが１５〜７５°の範囲であることを特徴とす
る現像装置。
【請求項２】請求項１に記載した現像装置において、
上記の制御面における現像剤の搬送方向上流側の端部と
規制面との間隔Ｌが４ｍｍ以上であることを特徴とする
現像装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載した現像装置にお
いて、上記の規制部材と対向する位置におけるマグネッ
ト部材に設けられた磁極の中心が、この規制部材におけ
る規制面よりも現像剤の搬送方向上流側に位置し、この
磁極の中心の垂直磁力が２０〜４０ｍＴの範囲であるこ
とを特徴とする現像装置。
【請求項４】トナーとキャリアとを含む現像剤を像担
持体と対向する現像領域に搬送する現像スリーブの内周
側に複数の磁極を有するマグネット部材が設けられると
共に、上記の現像スリーブによって現像領域に搬送され
る現像剤の量を規制する規制部材が磁性材料で構成さ
れ、この規制部材が現像スリーブの内周側に設けられた
マグネット部材の磁極と対向する位置において現像スリ
ーブと所要間隔を介して設けられてなる現像装置におい
て、規制部材と対向する位置に設けられた上記のマグネ
ット部材の磁極が複数の垂直ピーク磁力を有し、規制部
材における現像剤の搬送方向下流側の規制面が上記の磁
極における２つの垂直ピーク磁力の位置の間であって、
この２つの垂直ピーク磁力の位置の間における極小の垂
直磁力の位置よりも現像剤の搬送方向下流側に位置する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項１に記載した現像装置において、
上記の規制部材の規制面を挟む上記の磁極における２つ
の垂直ピーク磁力の最大値が４０ｍＴ以下であると共
に、この２つの垂直ピーク磁力の位置の間における極小
の垂直磁力と２つの垂直ピーク磁力との差の最大値が１
０ｍＴ以下であることを特徴とする現像装置。