JP2001312143A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汲み上げ用磁極の磁力強度に起因する剤汲み
上げ量不足と、磁性キャリアの低寿命化と、画像濃度ム
ラとを抑えることができるプリンタを提供する。 【解決手段】 現像スリーブ１０１に内包される図示し
ないマグネットローラの汲み上げ用磁極Ｐ４のピーク磁
力を、次のように設定した。即ち、４５[ｍＴ]以上、７
５[ｍＴ]以下に設定した。また、現像スリーブ１０１に
汲み上げられる現像剤を搬送する図示しない第１搬送ス
クリューの現像剤搬送方向に沿って、徐々に小さくなる
ようなピーク磁力偏差を設け、且つ、このピーク磁力偏
差を５［ｍＴ］以上、２０［ｍＴ］以内に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像物質と磁性キ
ャリアとを含有する現像剤を用いる現像装置、及びこれ
を備える複写機、ファクシミリ、プリンタの画像形成装
置に係り、詳しくは、表面が剤収容部の現像剤を担持し
て所定方向に無端移動する現像剤担持体と、この現像剤
担持体に現像剤を担持させるための磁力を発生する磁極
とを備える現像装置及びこれを備える画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の現像装置としては、特開
平１０−３１３６２号公報や、特許第２６６００５０号
などに記載のものが知られている。これらの現像装置
は、磁性キャリアと現像物質であるトナーとを含有する
いわゆる二成分現像剤（以下、単に現像剤という）を収
容する剤収容部と、現像剤担持体である現像スリーブ
と、これに内包されるマグネットローラとを備えてい
る。この現像スリーブは、マグネットローラに設けられ
た複数の磁極の発する磁力によって現像剤を担持する。
これら複数の磁極のうち、上記剤収容部の最も近くに配
設された磁極は、磁力を剤収容部内まで到達させるよう
に構成され、この磁力によって剤収容部から上記現像ス
リーブの表面へと現像剤を汲み上げるための汲み上げ用
磁極として機能する。上記剤収容部内から汲み上げられ
て現像スリーブの表面に担持された現像剤は、現像スリ
ーブの回転に伴って規制ブレード等の規制部材との対向
位置を通過する際にその層厚が規制される。そして、感
光体ドラム等の潜像担持体と、現像スリーブとが対向す
る現像位置まで搬送され、この潜像担持体上の潜像にト
ナーを静電的に付着させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる構成の現像装置
においては、上記汲み上げ用磁極の磁力が適正な値に調
整されていないと、現像剤の汲み上げ量の不足や、磁性
キャリアの短寿命化などといった不具合を生ずる。例え
ば、上記汲み上げ用磁極の磁力が小さすぎると、剤収容
部内から現像スリーブへと汲み上げられる現像剤の量が
不足（以下、剤汲み上げ量不足という）して、画像濃度
ムラなどを引き起こしてしまう。また例えば、上記汲み
上げ用磁極の磁力が大きすぎると、現像スリーブに担持
された現像剤に過剰なストレスを付与してしまう。この
ような過剰なストレスが現像剤に付与されると、トナー
の融着による磁性キャリアのスペント化が助長され、磁
性キャリアの寿命が縮まってしまう。特に、レイアウト
上の制約などの理由によって上記規制部材を汲み上げ用
磁極の磁力の到達範囲内に設けている場合には、この磁
力の強度によって規制によるストレスの大きさを左右し
てしまう。このため、剤汲み上げ量不足と磁性キャリア
の短寿命化との両方を抑え得るように、汲み上げ用磁極
の磁力強度を厳密に規定する必要がある。

【０００４】なお、これまで、現像剤担持体として現像
スリーブを備える現像装置について説明したが、現像ベ
ルトなど、他の現像剤担持体を備える現像装置において
も、同様に、汲み上げ用磁極の磁力強度を厳密に規定す
る必要がある。また、ローラ状に構成したマグネットロ
ーラに限らず、シート状などの形状のマグネットでも同
様に磁力強度を厳密に規制する必要がある。

【０００５】本発明は、以上の背景に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、汲み上げ用磁極の磁
力強度に起因する剤汲み上げ量不足と磁性キャリアの短
寿命化とを抑えることができる現像装置及びこれを備え
る画像形成装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、現像物質と磁性キャリアとを含
有する現像剤を収容する剤収容部と、表面が該剤収容部
の現像剤を担持して所定方向に無端移動する現像剤担持
体と、該剤収容部から該表面へと現像剤を汲み上げさせ
るための磁力を発生する汲み上げ用磁極と、該汲み上げ
用磁極の磁力によって該表面に拘束されている現像剤の
厚みを規制する規制部材とを備え、該現像剤担持体の無
端移動によって現像剤を画像形成装置の潜像担持体との
対向位置である現像位置まで搬送して該潜像担持体上の
潜像を現像する現像装置において、該汲み上げ用磁極の
法線方向におけるピーク磁力を４５[ｍＴ]以上、７５
[ｍＴ]以下に設定したことを特徴とするものである。

【０００７】この現像装置においては、汲み上げ用磁極
のピーク磁力を、４５[ｍＴ]以上、７５[ｍＴ]以下の範
囲に設定している。本発明者らは鋭意研究により、図５
のグラフに示すように、汲み上げ用磁極のピーク磁力を
４５[ｍＴ]以上に設定すると、その磁力不足による剤汲
み上げ量不足を良好に抑え得ることを見出した。また、
上記ピーク磁力を７５[ｍＴ]以下に設定すると、その磁
力での過剰なストレスによる磁性キャリアの短寿命化を
良好に抑え得ることを見出した。よって、これらの現像
装置においては、汲み上げ用磁極の磁力強度に起因する
剤汲み上げ量不足と磁性キャリアの短寿命化との両方を
良好に抑えることができる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の現像装置に
おいて、上記現像剤担持体に担持される現像剤の現像物
質濃度が上記所定方向と直交する方向で均一になるよう
に、上記剤収容部内の現像剤を該方向における該現像剤
担持体の一端側から他端側に向けて攪拌しながら搬送す
る剤搬送部材を設け、上記ピーク磁力を該一端側から該
他端側に向けて小さくするように設定したことを特徴と
するものである。

【０００９】この現像装置においては、剤収容部内の現
像剤が剤搬送部材によって現像剤担持体の一端側から他
端側に向かうような方向に搬送されながら、汲み上げ用
磁極の磁力の影響を受けて該現像剤担持体に汲み上げら
れる。汲み上げられた現像剤は現像剤担持体の表面とと
もに移動しながら、規制部材によって厚みが規制され
る。この規制の際、規制部材にぶつかった現像剤は、同
じく規制部材にぶつかってくる後続の現像剤から付勢さ
れ、規制部材の側面に沿って移動するように押し上げら
れる。押し上げられた現像剤の先端部分は、やがて、汲
み上げ用磁極の磁力の影響を受けながら崩れるようにし
て現像剤担持体の表面側へと引き戻され、この表面近く
で現像剤担持体とともに移動する現像剤と摺擦して再び
規制部材に向けて移動する。移動した現像剤の一部は、
再び規制部材に接触する。このような現像剤の押し上
げ、崩れ、及び規制部材との再接触が繰り返されること
により、規制部材よりも現像剤担持体の無端移動方向の
上流側には、規制部材と接触しながら回転する回転現像
剤が形成される。例えば、図６に示すように、現像剤担
持体、剤搬送部材及び規制部材として、それぞれ現像ス
リーブ１０１、搬送スクリュー１０４及びドクターブレ
ード１０７を用い、汲み上げ用磁極を有するマグネット
ローラ１０９を現像スリーブ１０１に内設した場合に
は、次のようにして回転現像剤が形成される。即ち、剤
収容部に配設された搬送スクリュー１０４内から現像ス
リーブ１０１へと汲み上げられた現像剤は、図中反時計
回りに回転する現像スリーブ１０１と連れ回りながら、
ドクターブレード１０７によって厚みが規制される。こ
の規制の際にドクターブレード１０７にぶつかった現像
剤は、後続の現像剤から付勢されてドクターブレード１
０７の側面に沿って押し上げられた後、汲み上げ用磁極
の影響を受けながら崩れるようにして現像スリーブ１０
１の表面側に引き戻される。そして、この表面近くで現
像スリーブ１０１と連れまわっている現像剤Ｂと摺擦し
て再びスリーブ回転方向に移動することで、回転現像剤
Ａが形成されるのである。この回転現像剤は、剤収容部
内の剤搬送部材によって現像剤担持体の一端側から他端
側へと搬送されながら、現像剤担持体へと新たに汲み上
げられてくる現像剤と摺擦したり、該剤搬送部材と直接
接触したりすることにより、現像剤担持体上で全体的に
該一端側から他端側へと移動する。例えば、図６の例で
は、回転現像剤Ａは、搬送スクリュー１０４によって図
中手前端から奥側へと搬送されながら現像スリーブ１０
１に新たに汲み上げられてくる現像剤と摺擦したり、搬
送スクリュー１０４に直接接触したりすることにより、
規制ブレード１０７の側方で全体的に回転しながら図中
手前端から奥側へと移動する。回転現像剤はこのように
移動する過程で、内部の現像物質と磁性キャリアとが繰
り返し摩擦せしめられ、該現像物質の摩擦帯電が助長さ
れていく。このように摩擦帯電が助長されると、現像剤
担持体上では、上記一端側から他端側に向かうにつれ
て、現像物質一個あたりの平均帯電量が増大する。この
増大により、上記一端側から他端側に向かうにつれて、
現像物質と磁性キャリアとの静電的な付着量が強まって
現像物質が潜像担持体の静電潜像に移行し難くなった
り、静電潜像の電荷に見合った現像物質付着量が上記平
均帯電量の増大によって減少したりする。そして、この
ことにより、上記一端側から他端側に向けて薄くなるよ
うな現像濃度ムラが生じてしまう。そこで、この現像装
置においては、汲み上げ用磁極のピーク磁力を上記一端
側から他端側に向けて小さくしている。かかる構成にお
いては、上記回転現像剤に対し、汲み上げ用磁極の磁極
による拘束力が上記一端側から他端側に向けて小さくな
る。このように拘束力が小さくなると、上記一端側から
他端側に向かうにつれて現像物質と磁性キャリアとの摩
擦力が低下する。そして、この低下により、上記一端側
と他端側との上記平均帯電量の差が小さくなって現像濃
度ムラが軽減される。

【００１０】但し、上記一端側から他端側に向かう方向
において、両端の上記ピーク磁力の差を大きくし過ぎる
と、この方向への上記回転現像剤の移動を阻害してしま
う。このように移動を阻害すると、上記一端側での現像
物質の摩擦帯電を助長し、上記他端側から一端側に向け
て濃度を低下させるような逆勾配の現像濃度ムラを発生
させてしまうおそれがある。

【００１１】そこで、請求項３の発明は、請求項２の現
像装置において、上記一端と上記他端との上記ピーク磁
力の差を、５[ｍＴ]以上、２０[ｍＴ]以下に設定したこ
とを特徴とするものである。

【００１２】本発明者らは鋭意研究により、両端におけ
る上記ピーク磁力の差を５[ｍＴ]以上、２０[ｍＴ]以下
に設定すると、図５のグラフに示したように、正規勾配
や逆勾配の現像濃度ムラを肉眼で視認することができな
くなる程度まで軽減し得ることを見出した。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３の現像装置に
おいて、上記剤収容部として、上記剤搬送部材である第
１剤搬送部材を内包する第１剤収容部と、該第１剤収容
部よりも上記汲み上げ用磁極から離れた位置で該第１剤
収容部と並行に配設された第２剤収容部とを設けるとと
もに、該第２剤収容部内の現像剤を上記他端側から一端
側に向けて搬送する第２剤搬送部材と、該他端側で両剤
収容部を連通させ、該第１剤収容部内の現像剤を該第１
剤搬送部材の搬送力によって該第２剤収容部に押し出さ
せるための第１連通部と、該一端側で両剤収容部を連通
させ、該第２剤収容部内の現像剤を該第２剤搬送部材の
搬送力によって該第１剤収容部に押し出させるための第
２連通部とを設け、該第２連通部と対向する部分の上記
ピーク磁力だけについては、２０[ｍＴ]を超えて上記他
端との差を設定したことを特徴とするものである。

【００１４】この現像装置において、第１剤収容部内の
現像剤は、現像剤担持体上での現像物質濃度が均一にな
るように第１剤搬送部材によって上記一端側から他端側
に向けて搬送されながら、その一部が現像剤担持体によ
って汲み上げられる。現像剤担持体に汲み上げられなか
った現像剤や、汲み上げられた後に現像剤担持体の無端
移動によって第１剤収容部内に戻ってきた現像剤は、第
１剤搬送部材によって上記他端まで搬送され、後続の現
像剤によって第１連通部を通して第２剤収容部内へと押
し出される。そして、第２剤搬送部材によって今度は上
記他端側から一端側へと逆方向に搬送され、第２連通部
を通して第１剤収容部内へと押し出される。このような
第１搬送部材による搬送及び押し出しと、第２搬送部材
による搬送及び押し出しにより、現像剤は第１剤収容部
と第２剤収容部とを循環する。かかる構成において、第
１連通部や第２連通部には、後続の現像剤によって速や
かに押し出されずに、比較的長時間滞留してしまう滞留
現像剤が出現する。この滞留現像剤は、剤搬送部材など
によって積極的にストレスが付与されないまま連通部内
で長時間滞留することによって現像物質の帯電量を低下
させている。滞留現像剤のうち、第１連通部に出現する
ものは、やがて第２剤収容部に押し出され、第２剤搬送
部材によって現像物質の摩擦帯電が助長された後、第１
剤収容部へと戻されて現像に寄与するため、第１連通部
内で帯電量を低下させても大きな問題とはならない。と
ころが、第２連通部に出現する滞留現像剤は、第１剤収
容部に押し出された後、現像物質の帯電量を低下させた
ままの状態で現像担持体に汲み上げられる可能性があ
る。そして、帯電量を低下させたままの状態で現像に寄
与することで、潜像担持体の地肌部分に付着するいわゆ
る地汚れという現象を引き起こしてしまうおそれがあ
る。かかる地汚れを抑えるためには、第２搬送部材によ
って上記他端側から一端側へと搬送され、第２連通部を
通して第１剤収容部内に押し出されようとする現像剤
を、この第１剤収容部内の現像剤を汲み上げるための汲
み上げ用磁極の磁力で、第１剤収容部側に引き寄せるよ
うにすることが望ましい。ところが、上記請求項３の現
像装置のようにピーク磁力の差を設定すると、第２連通
部内の現像剤を十分に引き寄せ得る程度まで、汲み上げ
用磁極の磁力を大きく設定することができず、上記地汚
れを抑えることができなくなるおそれがある。そこで、
この現像装置においては、上記一端側にある連通部との
対向部分の上記ピーク磁力だけについては、２０[ｍＴ]
を超えて上記他端との差を設定する。かかる構成におい
ては、この対向部分のピーク磁力だけについては、２０
[ｍＴ]の差を越えて大きく設定することにより、汲み上
げ用磁極の磁力による第２連通部内の現像剤の引き寄せ
を助長して、第２連通部内における現像剤の滞留を抑え
ることが可能になる。

【００１５】但し、磁性キャリアの短寿命化を抑えるた
めの上限値である７５[ｍＴ]まで上記対向部分のピーク
磁極を大きく設定しても、第２連通部内の現像剤を汲み
上げ用磁極によって十分に引き寄せることができない場
合もあり得る。

【００１６】そこで、請求項５の発明は、請求項４の現
像装置において、上記第２連通部と対向する部分の上記
ピーク磁力だけについては、７５[ｍＴ]を超えて設定し
たことを特徴とするものである。

【００１７】この現像装置においては、上記対向部分の
ピーク磁力だけについては、７５[ｍＴ]を超えて設定す
ることにより、第２連通部内の現像剤を十分に引き寄せ
得る程度の磁力を、汲み上げ用磁極に確実に発揮させる
ことが可能になる。

【００１８】請求項６の発明は、潜像を担持する潜像担
持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
と、該潜像を現像する現像装置とを備える画像形成装置
において、該現像装置として、請求項１、２、３、４又
は５の現像装置を設けたことを特徴とするものである。

【００１９】この画像形成装置においては、請求項１の
現像装置と同様の作用により、現像装置内での汲み上げ
用磁極の磁力に起因する剤汲み上げ量不足と磁性キャリ
アの短寿命化とを良好に抑えることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、画像形成装置である電子写
真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）に本発
明を適用した一実施形態について説明する。まず、この
プリンタの基本的な構成について説明する。図１はこの
プリンタの画像形成部を示す概略構成図である。図にお
いて、このプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラ
ム１を備えている。また、この感光体ドラム１の周囲
に、ドラムクリーニングユニット２、除電ランプ３、帯
電ローラ４、クリーニングパッド５、現像装置１００、
レジストローラ対６、フォトセンサ（以下、Ｐセンサと
いう）７、転写装置８、分離爪９などを備えている。

【００２１】上記感光体ドラム１は、図示しない駆動系
によって図中矢印方向（反時計回り９に回転駆動せしめ
られながら、図示しない電源によって帯電バイアスが印
加される上記帯電ローラ４と摺擦して、例えば負極性に
一様に帯電せしめられる。そして、図示しない光学系に
よって画像信号に基づいて生成されたレーザー光Ｌが照
射され、露光部分に静電潜像を担持する。この静電潜像
は、感光体ドラム１の回転に伴って上記現像装置１００
との対向位置（現像位置）を通過する際に、現像物質と
してのトナーが付着せしめられてトナー像として現像さ
れる。そして、感光体ドラム１の回転に伴い、後述の転
写ニップに搬送される。

【００２２】上記転写装置８は、上記感光体ドラム１と
当接して転写ニップを形成する転写ローラ８ａを備えて
おり、この転写ローラ８ａには図示しない電源によって
例えば正極性の転写バイアスが印加される。この転写バ
イアスの印加により、上記転写ニップには、感光体ドラ
ム１上の上記トナー像を転写ローラ８ａに向けて静電的
に引き寄せ得る転写電界が形成される。

【００２３】上記レジストローラ対６は、図示しない給
紙カセット等の給紙装置から送られてくる転写紙をロー
ラ間に受け入れた後、上記転写ニップでこの転写紙と上
記トナー像とを重ね合わせ得るタイミングを見計らっ
て、転写紙を転写ニップに送り出す。

【００２４】上記転写ニップで上記転写紙と重ねあわさ
れた上記トナー像は、上記感光体ドラム１と上記転写ロ
ーラ８ａとの押圧力と、上記転写電界との相乗作用によ
って感光体ドラム１から転写紙へと転写される。このよ
うにしてトナー像が転写された転写紙は、自らの腰の強
さによって感光体ドラム１の曲面から離れたり、上記分
離爪によって剥離されたりした後、図示しない定着装置
に送られる。そして、この定着装置内で加熱等によって
上記トナー像が定着せしめられた後、プリンタ外部へと
排出される。

【００２５】上記転写ニップを通過した感光体ドラム１
の表面は、上記ドラムクリーニングユニット２のクリー
ニングブレード２ａに接触することにより、上記転写ニ
ップで転写紙に転写されなかった残留トナーが機械的に
掻き取り除去される。このようにして除去された残留ト
ナーは、ドラムクリーニングユニット２の回収スクリュ
ー２ｂによって図示しないトナー回収容器へと搬送・回
収される。

【００２６】このようにして残留トナーがクリーニング
された感光体ドラム１の表面は、上記除電ランプ３によ
って残留電荷が除電されて次の画像形成に備えられる。

【００２７】上記クリーニングパッド５は、上記帯電ロ
ーラ３に付着したトナーを除去する。

【００２８】上記Ｐセンサ７は、上記感光体ドラム１上
で現像された後述の基準トナー像に対して光照射する図
示しない発光素子と、この基準トナー像の表面で反射し
て反射光を受光する図示しない受光素子とを備えてお
り、光反射率に応じた信号を、図示しないトナー濃度制
御部に出力する。

【００２９】図２は、上記現像装置１００をその周辺装
置とともに示す概略構成図である。図において、この現
像装置１００は、現像剤担持体であるパイプ状の現像ス
リーブ１０１、これに内包されるマグネットローラ１０
９、現像ケーシング１０２、第１剤搬送部材としての第
１搬送スクリュー１０３、第２剤搬送部材としての第２
搬送スクリュー１０６、規制部材としてのドクターブレ
ード１０７、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサとい
う）１０８などを備えている。

【００３０】上記現像ケーシング１０２は、上記第１搬
送スクリュー１０３と上記第２搬送スクリュー１０６と
の間を仕切る仕切り壁１０２ａを備えており、この仕切
り壁１０２ａによって現像装置１００内に第１剤収容部
１０３と第２剤収容部１０５とが形成されている。但
し、現像装置１００の図中奥行き方向の両端付近にはこ
の仕切り壁１０２ａが存在せず、両剤収容部が連通する
ようになっている。

【００３１】上記第２搬送スクリュー１０６は、図示し
ない駆動系によって図３（ａ）に示すように図中反時計
回りに回転駆動せしめられることで、図３（ｂ）に示す
ように、第２剤収容部１０５内の現像剤を図中手前側か
ら奥側へと搬送する。また、この第２搬送スクリュー１
０６は、後述の第１搬送スクリュー１０４よりも図中手
前端が長く形成されており、この部分は後述の補充用の
トナーを受け入れる受入部１０６ａとなっている。

【００３２】上記第２搬送スクリュー１０６によって上
記第２剤収容部内の図中奥端まで搬送された現像剤は、
第２連通部１１１を通って上記第１剤収容部１０３内に
進入する。そして、上記第１搬送スクリュー１０４によ
って第１剤収容部１０３内を今度は図中奥側から手前側
へと搬送されてくる。

【００３３】この第１剤収容部１０３の上方には、図３
（ａ）に示したように、上記現像スリーブ１０１と、こ
れに内包されるマグネットローラ１０９とが配設されて
いる。現像スリーブ１０１は、非磁性パイプから構成さ
れ、図示しない駆動系によって図中時計回りに回転駆動
される。但し、これに内包されるマグネットローラ１０
９は、これに連れ回らないように固定されている。

【００３４】上記第１剤収容部１０３内の現像剤は、上
記第１搬送スクリュー１０４によって図中奥側から手前
側へと搬送されてくる間に、その一部が上記マグネット
ローラ１０９の磁力によって現像スリーブ１０１の表面
に汲み上げられる。

【００３５】上記ドクターブレード１０７は、現像スリ
ーブ１０１表面と所定の間隙を介して対向するように配
設されている。上記第１剤収容部１０３内から汲み上げ
られた現像剤は、現像スリーブ１０１と連れ回りながら
このドクターブレード１０７との対向位置を通過する際
に、現像スリーブ１０１上における厚みが均一に規制さ
れる。そして、図示しない感光体ドラムとの対向位置で
ある現像位置まで搬送される。

【００３６】上記現像スリーブ１０１には、図示しない
電源によって現像バイアスが印加されている。この現像
バイアスの印加により、図示しない感光体ドラムの上記
静電潜像部分と現像スリーブ１０１との間には、例えば
負極性に帯電したトナーを現像スリーブ１０１側から感
光体ドラム側に向けて静電的に移動させるような現像ポ
テンシャルが生ずる。また、感光体ドラムの地肌部分
（非潜像部分）と現像スリーブ１０１との間には、トナ
ーを感光体ドラム側に引き寄せるような非現像ポテンシ
ャルが生ずる。

【００３７】現像スリーブ１０１によって上記現像位置
まで搬送された現像剤は、上記現像ポテンシャルの影響
によって内部のトナーを感光体ドラム上の上記静電潜像
に付着させて、上記トナー像を形成する。そして、現像
スリーブ１０１の回転に伴って再び上記第１剤収容部１
０３の付近まで搬送され、後述の反発磁界の影響によっ
て現像スリーブ１０１の表面から離脱して第１剤収容部
内に戻される。

【００３８】上記Ｔセンサ１０８は、図３（ａ）に示し
たように、上記第２剤収容部１０５の底壁に設けられ、
その上側を通過する現像剤のトナー濃度を透磁率などに
よって検知し、所定の電気信号に変換して図示しないト
ナー濃度制御部に出力する。

【００３９】上記感光体ドラム１上には、転写紙１枚を
プリントアウトする毎などの所定のタイミングで基準潜
像が形成され、現像装置１００によって現像されて基準
トナー像となる。この基準トナー像の光反射率は、基準
トナー像に対するトナー付着量、即ち、基準トナー像の
画像濃度に応じて変化する。よって、上記Ｐセンサ７
は、この基準トナー像の画像濃度に応じた電気信号をト
ナー濃度制御部に出力することになる。

【００４０】上記静電潜像の現像に伴って現像剤中のト
ナーが消費されてそのトナー濃度が基準濃度を下回る
と、上記Ｔセンサ１０８からの出力信号を受け取る上記
トナー濃度制御部にその旨が検知される。トナー濃度制
御部は、この検知に基づいて、図示しないトナー補給装
置を駆動して、補充用のトナーを第２搬送スクリュー１
０６の受入部１０６ａまで搬送させる。この搬送によ
り、現像装置１００内に新たなトナーが補充され、上記
第２剤収容部１０５や上記第１剤収容部１０３内の現像
剤のトナー濃度が基準濃度まで復帰する。但し、現像画
像の濃度は、現像剤のトナー濃度の他、温湿度等の環境
変動にも影響され、トナー濃度が基準濃度に維持されて
いても、基準の画像濃度を上回ったり下回ったりする場
合がある。そこで、トナー濃度制御部は、基準トナー像
の画像濃度を検知する上記Ｐセンサ７からの出力信号に
基づいて、トナー濃度の基準濃度を適宜補正する。この
補正により、現像剤のトナー濃度が、上記静電潜像を所
定濃度に現像し得る濃度に維持されるのである。

【００４１】図４は、上記マグネットローラ１０９の法
線方向における磁力を示す模式図である。図において、
マグネットローラ１０９は、図中奥行き方向に延在する
Ｐ１（Ｎ極）、Ｐ２（Ｓ極）、Ｐ３（Ｓ極）、Ｐ４（Ｎ
極）及びＰ５（Ｓ極）という５つの磁極を有しており、
これら磁極は、それぞれローラ中心から所定の角度だけ
傾斜した位置に設けられている。

【００４２】上記磁極Ｐ１は、その磁力を上記現像位置
と対向するように配設され、現像位置で現像剤を現像ス
リーブ１０１の表面に拘束する役割を担っている。

【００４３】上記磁極Ｐ２は、上記現像位置で現像に使
用された現像剤を、現像スリーブ１０１の回転との相乗
作用によって第１剤収容部（第１搬送スクリュー１０４
の回り）の側に引き寄せる役割を担っている。

【００４４】この磁極Ｐ２と隣接する上記磁極Ｐ３は、
磁極Ｐ２と同極であるＳ極で構成されているため、両磁
極の間には反発磁界が形成される。現像スリーブ１０１
に連れ回って磁極Ｐ２の位置から磁極Ｐ３の位置に移動
しようとする現像剤は、この反発磁界の影響によって現
像スリーブ１０１から速やかに離脱して、第１剤収容部
に回収される。磁極Ｐ３は、このように、磁極Ｐ２との
間に反発磁界を形成して現像スリーブ１０１上の現像剤
を第１剤収容部に回収する役割を担っている。

【００４５】この磁極Ｐ３に隣接する上記磁極Ｐ４は、
上記第１搬送スクリュー１０４の上方に配設され、その
磁極を第１剤収容部の第１搬送スクリュー１０４内部ま
で到達させ得るように構成されている。このように磁力
を到達させることで、第１搬送スクリュー１０４によっ
て搬送される現像剤を現像スリーブ１０１の表面に汲み
上げさせる役割を担っている。即ち、磁極Ｐ４は、汲み
上げ用磁極としての機能を備えている。

【００４６】この磁極Ｐ４に隣接する上記磁極Ｐ５は、
ドクターブレード１０７によって厚みが規制された現像
剤を上記磁極Ｐ１の付近まで引き寄せる役割を担ってい
る。

【００４７】なお、参考のため、各磁極及び上記反発磁
界の中心の配設角度とその磁力との関係を、次の表１に
示す。この表１において、配設角度は、マグネットロー
ラ１０９中心から感光体ドラム１中心への延長線の角度
を０［°］とした場合における図中時計回り方向への角
度を示している。

【表１】

【００４８】上記ドクターブレード１０７に対しては、
現像スリーブ１０１によって汲み上げられてから、現像
スリーブ１０１との連れ回りによって上記現像位置に到
達するまでの現像剤の厚みを規制させる必要がある。こ
のような規制を可能にするドクターブレード１０７の配
設位置は、図４においては、磁極Ｐ４の中間付近から磁
極Ｐ１の左端付近の現像スリーブ１０１周面部分に対向
する位置である。更に、現像剤に対するストレスを極力
低減すべく、磁極の磁力がなるべく小さくなるような位
置が望ましい。このような位置は、図示の例では、磁極
Ｐ１と磁極Ｐ５との間、もしくは、磁極Ｐ４と磁極Ｐ５
との間である。但し、前者の位置には、図示のように、
感光体ドラム１が近接しており、ここにドクターブレー
ド１０７を配設してしまうと、感光体ドラム１が邪魔に
なってそのメンテナンス性を損ねてしまう。そこで、本
実施形態のプリンタにおいては、後者の位置にドクター
ブレード１０７を配設している。このような配設におい
ては、磁極Ｐ４の磁力で現像剤を現像スリーブ１０１の
表面に拘束しながら、その厚みをドクターブレード１０
７によって規制するため、規制による現像剤へのストレ
スを磁極Ｐ４の磁極に大きく影響させることになる。

【００４９】次に、本プリンタの特徴的な構成について
説明する。本発明らは、次に示す条件下で、上記磁極Ｐ
４のピーク磁力の異なる種々のマグネットローラ１０９
を用いて画像を形成して、現像スリーブ１０１による剤
汲み上げ量不足や、現像装置１００内における磁性キャ
リアの短寿命化についての発生状況を調査した。 ・感光体ドラム１の径φ＝３０［ｍｍ］ ・感光体ドラム１の回転速度＝１２５［ｍｍ／ｓｅｃ］ ・現像スリーブ１０１の径φ＝１６［ｍｍ］ ・現像スリーブ１０１の回転数＝３８０［ｒｐｍ］ ・搬送スクリュー１０４、１０６の径φ＝１９［ｍｍ］ ・搬送スクリュー１０４、１０６の回転数＝４２０［ｒ
ｐｍ］ ・搬送スクリュー１０４、１０６のスクリューピッチ＝
１２［ｍｍ］

【００５０】この調査の結果、図５のグラフに示すよう
な特性が得られた。このグラフに示すように、磁極Ｐ４
のピーク磁力を４５［ｍＴ］よりも小さく設定すると、
上記第１剤収容部１０３内から現像スリーブ１０１へと
汲み上げられる現像剤の量を不足させるいわゆる剤汲み
上げ量不足を引き起こしてしまうことがわかる。また、
磁極Ｐ４のピーク磁力を７５［ｍＴ］よりも大きく設定
すると、磁力による拘束力によって現像スリーブ１０１
上の現像剤に過剰なストレスを付与し、磁性キャリアの
寿命が縮めてしまうことがわかった。特に、本プリンタ
では、ドクターブレード１０７によるストレスを増大さ
せて磁性キャリアの寿命を縮めてしまう。そこで、本プ
リンタにおいては、ピーク磁力を４５［ｍＴ］以上７５
［ｍＴ］以下に調整した磁極Ｐ４を備えるマグネットロ
ーラ１０７を設け、磁極Ｐ４の磁力に起因する剤汲み上
げ量不足と、磁性キャリア（剤）の寿命化とを抑えるよ
うにしている。なお、１［ｍＴ］は１０［ガウス］に相
当する。

【００５１】ところで、上記現像スリーブ１０１と連れ
回りながら上記ドクターブレード１０７に接触した現像
剤は、図６に示すように、ローラ状の形状で回転する回
転現像剤Ａとなる。この回転現像剤Ａは、第１搬送スク
リュー１０４によって図中手前側から奥側へと搬送され
ながら現像スリーブ１０１によって新たに汲み上げられ
てくる現像剤と摺擦したり、第１搬送スクリュー１０１
に直接接触したりすることで、現像スリーブ１０１上で
全体的に回転しながら図中手前側から奥側へと移動す
る。回転現像剤Ａがこのように移動すると、現像スリー
ブ１０１上のトナーの帯電量は全体的に図中手前側から
奥側へと向かうにつれてチャージアップする。そして、
このことにより、上記トナー像の濃度を図中手前側から
奥側に向けて低くするような現像濃度ムラが生じてしま
う。

【００５２】そこで、本発明者らは、上記磁極Ｐ４の磁
力による上記回転現像剤Ａの拘束力を図中手前側から奥
側に向けて徐々に小さくするように、マグネットローラ
１０９の軸線方向において磁極Ｐ４のピーク磁力に偏差
を設けた。具体的には、図７に示すように、磁極Ｐ４の
磁極をその図中左端から右端に向けて徐々に小さくする
ように設定した（左端ピーク磁力＝７０［ｍＴ］、右端
ピーク磁力＝６０［ｍＴ］）。図７において、図示しな
いマグネットローラは現像スリーブ１０１の下方にこれ
と並行に対向するように配設されている。磁極Ｐ４の図
中左端は、図６におけるマグネットローラ１０９の左端
に相当する。磁極Ｐ４のピーク磁力にこのような偏差を
設けることで、図６の回転現像剤Ａに対し、磁極Ｐ４
（図示せず）による拘束力を図中手前側から奥側に向け
て徐々に小さくし、トナーのチャージアップに起因する
画像濃度ムラを軽減することができた。

【００５３】本発明者らは更に、ピーク磁力偏差の異な
る種々の磁極Ｐ４を用いて画像を形成して、画像濃度ム
ラの発生状況について調査した。すると、図５のグラフ
に示したように、ピーク磁力偏差（磁力左右偏差）を５
［ｍＴ］より小さく設定すると、図６の手前側から奥側
に向けてのトナーのチャージアップを十分に低減するこ
とができず、この方向に向けて低くなるような濃度勾配
の画像濃度ムラを生じてしまった。また、図５のグラフ
に示したように、ピーク磁力偏差（磁力左右偏差）を２
０［ｍＴ］より小さく設定すると、図６の手前側におけ
る回転現像剤Ａのストレスを過剰に増加させて、奥側か
ら手前側に向けて低くなるような逆濃度勾配の画像濃度
ムラを生じてしまった。そこで、本プリンタにおいて
は、図中手前側から奥側に向けて徐々に小さくなるよう
なピーク磁力偏差を５［ｍＴ］以上２０［ｍＴ］以下に
調整した磁極Ｐ４を備えるマグネットローラ１０７を設
けて、画像濃度ムラを抑えるようにしている。

【００５４】但し、ピーク磁力偏差をこのような範囲に
設定すると、感光体ドラム１の地肌部分にトナーを付着
させるいわゆる地汚れという現象を引き起こすおそれが
ある。図３（ｂ）に示した第２連通部１１１の現像剤を
現像スリーブ１０１表面に十分に引き寄せ得る程度ま
で、磁極Ｐ４における図中右端（図６では右端となる）
に相当する部分のピーク磁力を大きく設定することがで
きなくなり、第２連通部１１１内に現像剤を比較的長時
間滞留させてトナーの帯電量を低下させてしまうからで
ある。このような帯電量の低下によって地汚れが生ずる
場合には、図８に示したように、磁極Ｐ４における第２
連通部１１１との対向部分だけについては、上記ピーク
磁力偏差の範囲を超え、且つ、７５[ｍＴ]という上限を
超えて、ピーク磁力を大きく設定することが望ましい。
このように設定することで、上記第２剤収容部１０５か
ら第２連通部１１１内に進入した現像剤を、磁極Ｐ４の
磁力によって上記第１剤収容部１０３内に速やかに引き
寄せて、第２連通部１１１内における現像剤の滞留を抑
えることが可能になる。そして、このことにより、第２
連通部１１１内での滞留によるトナーの帯電量低下を抑
え、これに起因する地汚れを軽減することができる。

【００５５】以上、本実施形態において、現像剤担持体
として現像スリーブ１０１を設けたプリンタについて説
明したが、現像ベルトなど、他の現像剤担持体を設けた
画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、汲
み上げ用磁極としての磁極Ｐ４を有するマグネットロー
ラ１０９を設けたプリンタについて説明したが、汲み上
げ用磁極を有するマグネットシートなど、他の磁界発生
手段を設けた画像形成装置にも本発明の適用が可能であ
る。

【００５６】

【発明の効果】請求項１、２、３、４又は５の発明によ
れば、汲み上げ用磁極の磁力強度に起因する剤汲み上げ
量不足と磁性キャリアの短寿命化との両方を、良好に抑
えることができるという優れた効果がある。

【００５７】特に、請求項２の発明によれば、現像剤担
持体の一端側と他端側とにおける現像物質の平均帯電量
の差を小さくすることで、該差に起因する現像濃度ムラ
を軽減することができるという優れた効果がある。

【００５８】また特に、請求項３の発明によれば、正規
勾配や逆勾配の現像濃度ムラを肉眼で視認することがで
きなくなる程度まで軽減することができるという優れた
効果がある。

【００５９】また特に、請求項４の発明によれば、第２
連通部内における現像剤の滞留を抑えることが可能にな
るので、該滞留に起因する地汚れを抑えることができる
という優れた効果がある。

【００６０】また特に、請求項５の発明によれば、第２
連通部内の現像剤を十分に引き寄せ得る程度の磁力を、
汲み上げ用磁極に確実に発揮させることが可能になるの
で、第２連通部内での現像剤の滞留に起因する地汚れを
より確実に抑えることができるという優れた効果があ
る。

【００６１】請求項６の発明によれば、現像装置内での
汲み上げ用磁極の磁力強度に起因する剤汲み上げ量不足
と磁性キャリアの短寿命化との両方を、良好に抑えるこ
とができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るプリンタの画像形成部を示す概
略構成図。

【図２】同プリンタの現像装置をその周辺装置とともに
示す概略構成図。

【図３】（ａ）は同現像装置の断面図。（ｂ）は同現像
装置の剤収容部の斜視図。

【図４】同現像装置のマグネットローラの法線方向にお
ける磁力を示す模式図。

【図５】同マグネットローラの磁極Ｐ４のピーク磁力
と、ピーク磁力偏差と、剤汲み上げ量不足と、剤短寿命
化と、画像濃度ムラとの関係を示すグラフ。

【図６】同現像装置のドクターブレードよりも現像スリ
ーブ回転方向下流側に生ずる回転現像剤を示す斜視図。

【図７】同磁極Ｐ４のピーク磁極の偏差状況を、感光体
ドラム及び現像スリーブとともに示す模式図。

【図８】変形例のプリンタにおける同偏差状況を、２つ
の搬送スクリューとともに示す模式図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（潜像担持体） ２ ドラムクリーニングユニット ３ 除電ランプ ４ 帯電ローラ ５ クリーニングパッド ６ レジストローラ対 ７ Ｐセンサ ８ 転写装置 ９ 分離爪 １００ 現像装置 １０１ 現像スリーブ（現像剤担持体） １０２ 現像ケーシング １０３ 第１剤収容部 １０４ 第１搬送スクリュー（第１剤搬送部
材） １０５ 第２剤収容部 １０６ 第２搬送スクリュー（第２剤搬送部
材） １０７ ドクターブレード（規制部材） １０８ Ｔセンサ １０９ マグネットローラ １１１ 第２連通部

フロントページの続き (72)発明者 水石 治司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 水沢 浩 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大堀 真由美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 巽 謙三 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 碓井 則之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 善波 英樹 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 山口 俊隆 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H031 AB02 AC01 AC19 AC20 AC30 AE01 BA04 BC03 BC05 CA04 DA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像物質と磁性キャリアとを含有する現像
   剤を収容する剤収容部と、表面が該剤収容部の現像剤を
   担持して所定方向に無端移動する現像剤担持体と、該剤
   収容部から該表面へと現像剤を汲み上げさせるための磁
   力を発生する汲み上げ用磁極と、該汲み上げ用磁極の磁
   力によって該表面に拘束されている現像剤の厚みを規制
   する規制部材とを備え、該現像剤担持体の無端移動によ
   って現像剤を画像形成装置の潜像担持体との対向位置で
   ある現像位置まで搬送して該潜像担持体上の潜像を現像
   する現像装置において、該汲み上げ用磁極の法線方向に
   おけるピーク磁力を４５[ｍＴ]以上、７５[ｍＴ]以下に
   設定したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１の現像装置において、上記現像剤
   担持体に担持される現像剤の現像物質濃度が上記所定方
   向と直交する方向で均一になるように、上記剤収容部内
   の現像剤を該方向における該現像剤担持体の一端側から
   他端側に向けて攪拌しながら搬送する剤搬送部材を設
   け、上記ピーク磁力を該一端側から該他端側に向けて小
   さくするように設定したことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項２の現像装置において、上記一端と
   上記他端との上記ピーク磁力の差を、５[ｍＴ]以上、２
   ０[ｍＴ]以下に設定したことを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】請求項３の現像装置において、上記剤収容
   部として、上記剤搬送部材である第１剤搬送部材を内包
   する第１剤収容部と、該第１剤収容部よりも上記汲み上
   げ用磁極から離れた位置で該第１剤収容部と並行に配設
   された第２剤収容部とを設けるとともに、該第２剤収容
   部内の現像剤を上記他端側から一端側に向けて搬送する
   第２剤搬送部材と、該他端側で両剤収容部を連通させ、
   該第１剤収容部内の現像剤を該第１剤搬送部材の搬送力
   によって該第２剤収容部に押し出させるための第１連通
   部と、該一端側で両剤収容部を連通させ、該第２剤収容
   部内の現像剤を該第２剤搬送部材の搬送力によって該第
   １剤収容部に押し出させるための第２連通部とを設け、
   該第２連通部と対向する部分の上記ピーク磁力だけにつ
   いては、２０[ｍＴ]を超えて上記他端との差を設定した
   ことを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】請求項４の現像装置において、上記第２連
   通部と対向する部分の上記ピーク磁力だけについては、
   ７５[ｍＴ]を超えて設定したことを特徴とする現像装
   置。
6. 【請求項６】潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持
   体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像を現像する
   現像装置とを備える画像形成装置において、該現像装置
   として、請求項１、２、３、４又は５の現像装置を設け
   たことを特徴とする画像形成装置。