JP2002278276A

JP2002278276A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002278276A
Application number: JP2001076939A
Authority: JP
Inventors: Junichi Terai; 純一寺井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ブラシを密に形成することができて後端
白抜けを充分に低減することができるとともに、主磁極
の位置を精度よく製造する必要もなく、製造コストの上
昇および歩留まりの低下を回避することのできる画像形
成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ４１における少なくとも感光
体ドラム１に対向する位置に磁極Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１
ｃ，Ｐ２〜Ｐ６を有し、該磁極により穂立ちしたトナー
Ｔが感光体ドラム１に摺擦するニップ領域において、現
像ローラ４１の法線方向への磁束密度の減衰率が４０％
以上であり、かつ前記磁極を回転および固定可能とす
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、画像形成装置、特
に、電子写真方式を用いた複写機，ファクシミリ，プリ
ンタ，ダイレクデジタル製版機等の画像形成部に適用さ
れる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機，プリンタ，ファクシミ
リなどの電子写真方式の画像形成装置においては、感光
体ドラムあるいは感光体ベルトからなる潜像担持体上
に、画像情報に対応した静電潜像が形成され、現像装置
によって現像動作が実行され、可視像が得られる。

【０００３】かかる電子写真方式においては、従来よ
り、現像剤がトナーのみからなる一成分現像方式と、現
像剤がトナーとキャリアを含む２成分現像方式とが知ら
れていた。

【０００４】このうち２成分現像剤を用いた磁気ブラシ
現像方式は、転写性あるいは温度，湿度に対する現像特
性の安定性が良好な優れた現像方式として知られてい
る。かかる磁気ブラシ現像方式とは、現像剤担持体上に
ブラシチェーン状に穂立ちされて保持された２成分現像
剤が、潜像担持体に対向する現像領域において、現像剤
中のトナーを潜像担持体上の静電潜像部分に供給する方
式である。

【０００５】かかる２成分現像においては、現像が行わ
れる領域において、潜像担持体と現像剤担持体との距離
が近接していた方が画像濃度が得られ、また、エッジ効
果が少ないことが知られている。このため潜像担持体と
現像剤担持体との距離を近接させることが望ましいが、
近接させると、黒ベタ画像あるいはハーフトーンのベタ
画像の後端部が白く抜ける、いわゆる「後端白抜け」と
呼ばれる画質劣化が発生する。この後端白抜けの例を図
８に示し、図８（ａ）は後端白抜けのない画像を示し、
図８（ｂ）は後端白抜け画像を示す。

【０００６】この後端白抜け現象は、以下のようなメカ
ニズムで起こると考えられる。

【０００７】図９に示す２成分現像剤を用いた磁気ブラ
シ現像方式の一例であるネガポジ現像の現像部におい
て、図右側には現像剤担持体である現像ローラ１０１
が、図左側には潜像担持体である感光体１０２が示され
ている。現像ローラ１０１は方向Ｄへと移動する現像ス
リーブ１０１ａと、内部に固定された現像磁極１０１ｂ
とからなり、その表面を非磁性トナーと磁性キャリアと
を含む２成分現像剤が現像スリーブ１０１ａの移動によ
り感光体１０２との対向部付近へと運ばれている。

【０００８】２成分現像剤は、感光体１０２との対向部
付近では、現像磁極１０１ｂの磁力によりキャリアが穂
立ちし、磁気ブラシ１０３を形成する。図９において小
さな丸がトナー、大きな丸がキャリアを意味している
が、図面の理解を容易にするため、感光体１０２との対
向部内の１本の磁気ブラシだけを実線で示し、他の磁気
ブラシは破線で示すと共にトナーも省略している。

【０００９】一方、感光体１０２は、その表面に静電潜
像を保持しつつ方向Ｃに回転している。図９では静電潜
像はＡに示すように非画像部が負（−）に帯電している
ものとする。感光体１０２と現像ローラ１０１との対向
部において、磁気ブラシ１０３は感光体１０２上の潜像
に摺擦され、画像部には現像電界によってトナーが付着
する。その結果、Ｂに示すように、現像部の下流側で
は、感光体１０２上の潜像の画像部にトナー像が形成さ
れる。

【００１０】以下、感光体１０２の表面に沿って、磁気
ブラシ１０３が感光体１０２に摺擦する感光体１０２の
移動方向の長さをニップと呼ぶ。なお、感光体１０２上
の一点に対して現像ローラ１０１の一点のみが摺擦する
と画像濃度が出ないので、感光体１０２上の一点に対し
て現像剤担持体の一点のみが摺擦するように、感光体１
０２と現像スリーブ１０１ａの速度に差を設けるのが一
般的であるので、現像スリーブ１０１ａは感光体１０２
よりも早く移動するものとする。

【００１１】このような２成分現像方式を例にとり、図
１０の説明図にて後端白抜けのメカニズムを示す。図１
０において（ａ）〜（ｃ）は、いずれも図９の感光体１
０２と現像スリーブ１０１ａの対向部付近を拡大した図
であり、左側の感光体１０２に対し、右側の磁気ブラシ
先端１０３ａが近づいてくる。（ａ）〜（ｃ）は、時系
列な磁気ブラシ１０３の動きを表し、（ａ）→（ｂ）→
（ｃ）の順番で時間が経過していく。

【００１２】図１０において感光体１０２と図９に示す
現像ローラ１０１の対向部は、ちょうど非画像部と黒ベ
タ画像との境界を現像している状態、すなわち「後端白
抜け」が発生する状態にあり、感光体１０２の回転下流
側には現像されたばかりのトナー像が形成されている。

【００１３】この状態の感光体１０２に向かい、現像ス
リーブ１０１ａ上の１つの磁気ブラシが近づいてくる。
ここで、感光体１０２は、実際には時計回りに回転して
いるが、上述のように現像スリーブ１０１ａが感光体１
０２よりも早く移動しているため、磁気ブラシ１０３は
感光体１０２を追い越していく。そのため、図１０
（ａ）〜（ｃ）においては感光体１０２は静止している
ものとしてモデルを簡略化する。

【００１４】図１０（ａ）において、感光体１０２に近
づいてくる磁気ブラシ１０３は、現像すべき画像部位置
Ａに至るまでの間に非画像部を通ることになり、このと
きマイナス電荷同士の反発力Ｂにより、トナーは、次第
に感光体１０２から離れ、スリーブ側に移動していく。
この現象を以下「トナードリフト」と呼ぶ。トナードリ
フト現象の結果、図１０（ｂ）のように磁気ブラシ１０
３が位置Ａに到達する頃には、感光体１０２近くの磁気
ブラシ１０３は正に帯電したキャリアが剥き出しの状態
になっている。このため、位置Ａの潜像に付着するトナ
ーは存在せず、位置Ａは現像されない。さらに、図１０
（ｃ）において、磁気ブラシ１０３が位置Ｃに到達する
と、トナーと感光体１０２との付着力が弱い場合には、
一度感光体１０２に付着したトナーが静電気力によりキ
ャリアにより再付着することもある。この結果、画像部
と非画像との境界では現像が行われないことがあり、こ
れが「後端白抜け」の原因となる。

【００１５】以上の説明では、現像ローラ１０１と感光
体１０２との対向部の１つの断面を図示したが、現像ロ
ーラ１０１の長手方向に沿って観察すると、磁気ブラシ
１０３の長さは一定ではなく、長手方向の位置により大
きさの異なる磁気ブラシ１０３が立ち上がっている。こ
の様子を図１１に示す。

【００１６】図１１は感光体１０２が存在しないときの
磁気ブラシ１０３の状態を模式的に示しているが、図１
１（ａ）は長手方向に広がる磁気ブラシ１０３の状態を
示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示す磁気ブラシ１
０３を長手方向に対して垂直な平面Ａ−Ａ’で切ったと
きの断面図を示している。すなわち、図１１（ｂ）は図
９と同じ断面において磁気ブラシ１０３を観察した図で
ある。他の図との関係が分かるようにするため、図１１
（ｂ）には模式的に感光体１０２との位置関係を示して
おく。

【００１７】図１１（ａ）に示すように、磁気ブラシ１
０３の高さは長手方向にばらつきが大きい。このため、
潜像担持体への接触位置が長手方向に沿って不揃いにば
らつく。その結果、トナードリフトの度合も長手方向に
ばらつくために「後端白抜け」の起こる度合は長手方向
に一定ではなく、結果として図８に示すような長手方向
にぎざぎざした形の後端白抜けが発生することになる。

【００１８】なお、同様のメカニズムにより横細線が縦
細線に比べて細る「横線細り」現象や、孤立ドットの形
成が不安定になる現象も発生し、２成分磁気ブラシ現像
の高画質化の妨げとなっていた。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、上記「後
端白抜け」を解決するため、先に、ニップを狭くする２
成分磁気ブラシ現像装置、および磁気ブラシが潜像担持
体に摺擦するニップ領域において磁気ブラシを密に形成
する２成分磁気ブラシ現像装置を提案した。該現像装置
は共に「後端白抜け」を低減する効果が確認されている
が、その原理は以下に示すものであると考えられてい
る。

【００２０】まず、本出願人はニップを短くすることで
後端白抜けを改善できる事を発見した。これは、現像部
でのニップを狭くすることにより、磁気ブラシが非画像
部を摺擦する時間が短くなり、これにより、トナードリ
フトを低減することがその原理であると考えられる。

【００２１】図１２（ａ）〜（ｃ）は、図１０（ａ）〜
（ｃ）においてニップを狭めたときの現象を示す図であ
る。すなわち、図１２においては図１０と異なり、図１
２（ａ）において、磁気ブラシ１０３は感光体１０２に
摺擦する時間が短いためにトナードリフトが低減され、
図１２（ｂ）においてトナードリフトが低減されている
ために位置Ａにトナーが供給され、図１２（ｃ）におい
てもキャリアが剥き出しになっていないために感光体１
０２上のトナーがキャリアに再付着することもない。こ
のため、後端白抜けは低減される。

【００２２】ニップを狭めるためには、現像磁極の半値
幅を小さくすることが効果的である。ここで、半値幅と
は、現像磁極の法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力
（頂点）の半分の値を指す部分の角度幅のことであり、
例えば、Ｎ極によって作成されている磁石の最高法線磁
力が１２０ｍＴであれば６０ｍＴの値を指す部分の角度
幅のことである。

【００２３】しかし、現像磁極の半値幅を小さくするだ
けでは後端白抜けの発生を完全に抑えることは出来ない
ことが分かった。この原因は、長手方向に広がる全ての
位置においてニップを狭めることが困難なためと考えら
れる。すなわち、図１１に示されるように、磁気ブラシ
１０３の高さは通常長手方向にばらついており、長手方
向で長い磁気ブラシ１０３の穂が発生する部分があれ
ば、その部分はニップが狭くならず、結果としてトナー
ドリフトが発生してしまうと考えられる。

【００２４】そこで、本出願人は、さらに「後端白抜
け」を低減させる現像装置として、後者の現像装置を提
案した。すなわち、磁気ブラシが潜像担持体に摺擦する
ニップ領域において磁気ブラシを密に形成することで、
磁気ブラシの高さが長手方向にばらつくことを防止する
現像装置である。磁気ブラシを密に形成する事で磁気ブ
ラシの高さの長手方向におけるばらつきが防止されるこ
とを図１３に示す。

【００２５】図１３（ａ）〜（ｃ）において、（ａ）が
密に形成された磁気ブラシ、（ｂ）が従来の磁気ブラシ
である。（ａ）は磁気ブラシが密に形成されており、こ
のため磁気ブラシの高さの長手方向におけるばらつきは
低減されているので、その結果（ｃ）のように「後端白
抜け」のない画像が得られている。

【００２６】一方、図１３（ｂ）は、高さにばらつきが
ある従来の磁気ブラシであり、この状態の磁気ブラシを
用いると、図１３（ｄ）のように「後端白抜け」が発生
する。このように磁気ブラシがニップに到達する時に充
分密に形成されていれば、磁気ブラシの長さの長手方向
におけるばらつきは充分に低減され、このため磁気ブラ
シが長手方向に充分均一な状態でニップに突入するため
に長手方向の各位置においてトナードリフトを充分低減
することができ、その結果、長手方向の各位置において
後端白抜けを充分に低減することができる。

【００２７】ここで、磁気ブラシを密に形成するには、
磁気ブラシを形成する現像磁極の法線方向磁束密度の減
衰率を高めれば良い。ここで、現像磁極の法線方向磁束
密度の減衰率とは、現像ローラ表面の法線方向磁束密度
ｘに対して現像ローラ表面から１ｍｍ離れた部分での法
線方向磁束密度ｙがどの程度減衰したかを表す数値（ｘ
−ｙ）÷ ｘ×１００％であり、例えば、現像ローラ
表面の法線方向磁束密度が１００［ｍＴ］、現像ローラ
表面から１ｍｍ離れた部分での法線方向磁束密度が８０
［ｍＴ］のとき減衰率は２０％となる。

【００２８】法線方向磁束密度を測定する装置として
は、例えば、ＡＤＳ社製ガウスメータ（ＨＧＭ−８３０
０）並びにＡＤＳ社製Ａ１型アキシャルプローブがあ
る。検討の結果、現像磁極の法線方向磁束密度の減衰率
が４０％以上、好ましくは５０％以上であれば、磁気ブ
ラシの長手方向のばらつきが充分低減できるほど密な磁
気ブラシが形成されることが分かった。

【００２９】減衰率が高まると磁気ブラシが密になる理
由は、減衰率が高い場合には、現像ローラから離れるに
従って磁力が急速に小さくなるために、磁気ブラシの先
端位置における磁力が磁気ブラシを維持する事ができな
いほど弱まり、その結果、磁気ブラシ先端のキャリアが
磁力の強い現像ローラ表面に引き付けられるためと考え
られる。

【００３０】ここで、減衰率を高めるためには、現像磁
極を形成する磁石の材料を選択する手段、あるいは現像
磁極から出る磁力力線の回り込みを強める手段が考えら
れる。このうち現像磁極から出る磁力力線の回り込みを
強める手段としては、例えば、現像磁極を、磁気ブラシ
を穂立ちさせる主磁極および現像剤担持体の移動方向に
沿って主磁極の上流，下流に存在する主磁極と逆の極性
を有する補助磁極とから構成する事が考えられる。ま
た、現像磁極から出る磁力力線の回り込みを強める別の
手段としては、例えば、現像剤担持体に搬送磁極等、現
像磁極以外の磁極が存在する場合に、現像磁極の半値幅
を狭めることで、現像磁極から出る磁力線の大部分を搬
送磁極へ回り込ませることが考えられる。

【００３１】以上のように、ニップを狭くする２成分磁
気ブラシ現像装置によって「後端白抜け」は低減でき、
また、ニップ領域において磁気ブラシを密に形成する現
像装置によって「後端白抜け」はさらに低減できること
が確認されている。

【００３２】ところで、このような現像手段を用いるた
めには、主磁極の感光体に対する位置を精度良く設定し
なくてはならないという課題が発生した。

【００３３】前述した現像装置では、後端白抜けの低減
が可能になった。その反面、主磁極の減衰率を高めてい
るので半値幅が小さくなり、その結果、ニップが短くな
り、主磁極の感光体に対する位置を正確に設定する必要
がある。

【００３４】従来の現像装置において、許容することが
できた多少の主磁極のズレでも本現像装置では主磁極の
近傍が感光体に対向することになり、有効な穂立ちがな
いため、十分な現像能力・画像濃度が得られない。その
ため、主磁極の位置を精度よく製造する必要があり、コ
スト高または歩留まりの低下を引き起こしていた。

【００３５】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、磁気ブラシを密に形成することが
できて後端白抜けを充分に低減することができるととも
に、主磁極の位置を精度よく製造する必要もなく、製造
コストの上昇および歩留まりの低下を回避することので
きる画像形成装置を提供することを目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、現像剤担持体上の現像剤を
磁極により穂立ちさせる手段を有する現像手段と、穂立
ちした現像剤に摺擦されることにより潜像が可視化され
る潜像担持体と、可視化を終了した現像剤を収納する現
像剤収納手段とを備えた画像形成装置であって、前記現
像手段において、少なくとも前記潜像担持体に対向する
位置に磁極を有し、磁極により穂立ちした現像剤が前記
潜像担持体に摺擦するニップ領域において前記現像剤担
持体の法線方向への磁束密度の減衰率が４０％以上であ
り、該磁極を回転および固定可能としたことを特徴とす
る。

【００３７】そして、請求項１記載の発明によれば、現
像手段の磁極により穂立ちした現像剤が潜像担持体に摺
擦するニップ領域において現像剤担持体の法線方向への
磁束密度の減衰率を４０％以上としたため、磁気ブラシ
を密に形成することができて後端白抜けを充分に低減す
ることができる。また、潜像担持体に対向する磁極を回
転および固定可能としたため、主磁極の位置が正確に設
定可能になり、十分な現像能力・画像濃度が得られると
ともに、主磁極の位置を精度良く製造する必要もなく、
コスト高または歩留まりの低下の発生もない。

【００３８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記潜像担持体に対向する前記磁
極の位置を、磁性を対向させて位置決めすることを特徴
とする。

【００３９】請求項２記載の発明によれば、潜像担持体
に対向する前記磁極の位置を、磁性を対向させて位置決
めしたため、主磁極の位置を容易かつ正確に設定するこ
とができる。

【００４０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の画
像形成装置において、前記磁性体を対向させる際に、前
記現像剤担持体の回転軸を鉛直方向に向けることを特徴
とする。

【００４１】請求項３記載の発明によれば、磁性体を対
向させる際に、現像剤担持体の回転軸を鉛直方向に向け
たため、現像剤担持体の重心が偏心していても主磁極の
位置を容易かつ正確に設定することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００４３】図１は本発明に係る画像形成装置の一実施
の形態を示し、潜像担持体である感光体ドラム１の周囲
には、帯電ローラー等で感光体ドラム１の表面を帯電さ
せる帯電装置２と、レーザー光線３等で感光体ドラム１
の一様帯電処理面に潜像を形成する図示しない露光装置
と、感光体ドラム１上において潜像に対して帯電したト
ナーを付着させることによりトナー像を形成させる現像
装置４と、転写ベルトまたは転写ローラ，チャージャー
等で感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙に
転写する転写装置５と、転写後に感光体ドラム１上に残
ったトナーを除去するクリーニング装置７と、感光体ド
ラム１上の残留電位を除去する除電ランプなどからなる
除電装置８とが順に配列されている。

【００４４】このような構成において、帯電装置２の帯
電ローラによって表面が一様に帯電された感光体ドラム
１には、露光装置によって静電潜像が形成され、現像装
置４によってトナー像が形成される。当該トナー像は、
転写装置５によって感光体ドラム１の表面から、不図示
の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写される。その
後、記録紙上のトナー像は不図示の定着装置によって記
録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラム１
の上に残ったトナーは、クリーニング装置７によって回
収される。残留トナーが除去された感光体ドラム１は、
除電装置８で初期化され、次回の画像形成プロセスに供
される。

【００４５】次に、現像装置４の構成を図２に基づき説
明する。現像装置４は、現像容器４Ａとトナー補給部４
Ｂとで構成されており、そのうち現像容器４Ａ内には、
現像剤担持体としての現像ローラ４１が、潜像担持体と
しての感光体ドラム１に近接するようにして配置されて
おり、両者の対向部分に現像領域Ｄが形成されるように
なっている。現像ローラ４１には、アルミニウム，真
鍮，ステンレス，導電性樹脂などの非磁性体を円筒状に
形成してなる現像スリーブ４３が、図示を省略した回転
駆動機構によって、矢印方向すなわち反時計回り方向に
回転されるようにして備えられている。

【００４６】現像スリーブ４３内には、該現像スリーブ
４３の表面上に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成
する磁石ローラ体４４が固定状態で備えられている。こ
のとき、現像剤を構成するキャリアは、磁石ローラ体４
４から発せられる磁力線に沿うようにして現像スリーブ
４３上にチェーン状に穂立ちされるとともに、このチェ
ーン状に穂立ちされたキャリアに対して帯電トナーが付
着されて磁気ブラシが形成されるように構成される。形
成された磁気ブラシは、現像スリーブ４３の回転移送に
ともなって、現像スリーブ４３と同方向、すなわち反時
計回り方向に移送されることとなる。

【００４７】現像剤の搬送方向、すなわち反時計回り方
向における現像領域Ｄの上流側部分には、現像剤チェー
ン穂の穂高さ、すなわち現像剤の量を規制するドクタブ
レード４５が設置されている。さらに、現像ローラ４１
の後方領域には、撹拌ローラ４６およびパドルホイール
４７が設けられており、撹拌ローラ４６により撹拌混合
されて現像剤がパドルホイール４７によって汲み上げら
れるように構成される。また、現像ローラ４１，パドル
ホイール４７および撹拌ローラ４６を包み込むように、
現像剤収納部材としての現像剤ケース５１が下側に配置
されている。

【００４８】また、トナー補給部４Ｂは、例えば、感光
体ドラム１に供給されるトナーの濃度が低下したことを
トナー濃度センサ４８が検知した場合、トナー補給ロー
ラ４Ｂ１の回転により、トナーＴを撹拌ローラ４６に向
け繰り出すように構成される。そして、前述したドクタ
ブレード４５の近傍には、延長方向一端をドクタブレー
ド４５の近傍に位置させ、延長方向他端を撹拌ローラ４
６の上に位置させたセパレータ４９がそれぞれ配置され
ており、このセパレータ４９における延長方向他端に
は、回転可能な搬送スクリュー５０が配置されている。

【００４９】このような構成の現像容器４Ａにおいて
は、パドルホイール４７の回転によって現像剤が汲み上
げられ、現像ローラ４１に向け放出され、磁石ローラ体
４４の磁力により現像ローラ４１の表面に担持される。
そして、現像ローラ４１に担持された現像剤は、現像ス
リーブ４３の回転に伴って表面を移動し、ドクタブレー
ド４５によって層厚を規制された上で、現像ローラ４１
と感光体ドラム１とが対向する現像領域Ｄを通過し、現
像剤ケース５１との間隙を通過し、磁石ローラ体４４の
磁力が作用しなくなる位置（後で述べるＰ３付近）で現
像ケース５１の底部に落下し、再度、パドルホイール４
７により撹拌される。

【００５０】また、ドクタブレード４５によって掻き取
られた余剰の現像剤は、セパレータ４９上に配置された
複数の傾斜するフィン４９ａによって画像形成装置奥側
に順次搬送される。セパレータ４９の最奥端には、現像
剤案内路が配置され、その延長方向他端に位置する搬送
スクリュー５０に向け案内され、搬送スクリュー５０に
より、前述とは反対に、画像形成装置の手前側に搬送さ
れ、最手前端に配置された撹拌ローラ４６と対向する図
示しないスリットを通して落下する。この前後それぞれ
の現像剤の搬送により、画像形成装置前後方向において
トナー濃度が均一になるよう撹拌されると同時に、前後
それぞれの現像剤の搬送量を等しく設定することにより
現像剤の水平面位を一定に維持することができる。

【００５１】磁石ローラ体４４は、図３に示すように、
複数の磁極を備えている。具体的には、現像領域部分に
現像剤を穂立ちさせる現像主磁極（Ｐ１ｂ）と、現像主
極磁力と極性の異なる補助磁極（Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ）と、
現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げるための磁極Ｐ
４と、現像スリーブ４３上に汲み上げられた現像剤を現
像領域まで搬送させる磁極Ｐ５およびＰ６と、現像後の
領域で現像剤を搬送させる磁極Ｐ２およびＰ３を備えて
いる。

【００５２】これらの各磁極Ｐ１ｂ，Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ，
Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ２およびＰ３は、現像スリーブ４
３の半径方向に向けて配置されている。この磁石ローラ
体４４は、８極の磁石によって構成されているが、汲み
上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるためにＰ３極か
らドクタブレード４５間に磁極を更に増やし１０極や１
２極で構成される磁石ローラとしてもよい。

【００５３】本実施の形態では、図３に示すように、現
像主磁極Ｐ１群は、Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃともに横断
面の小さい磁石により構成されている。横断面が小さく
なると一般に磁力は弱くなるが、現像ローラ表面の磁力
が小さくなり過ぎるとキャリアを保持する力が充分では
なくなるため、感光体へのキャリア付着を生じることが
ある。そこで、これらの磁石は、磁力の強い希土類金属
合金磁石により作製した。希土類金属合金磁石のうち、
代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では、最大エネル
ギー積で３５８ｋＪ／ｍ³であり、鉄ネオジウムボロン
合金ボンド磁石では、最大エネルギー積で８０ｋＪ／ｍ
³前後である。これにより、従来通常用いられていた、
最大エネルギー積が３６ｋＪ／ｍ³前後、２０ｋＪ／ｍ³
前後であるフェライト磁石，フェライトボンド磁石等と
比べ強い磁力を確保することが可能となったため、横断
面の小さい磁石を用いても現像ローラ表面の磁力を確保
することが可能となった。磁力を確保するためには、こ
の他に、サマリュウムコバルト金属合金磁石等を用いる
こともできる。なお、現像主磁極Ｐ１群以外の磁極Ｐ２
〜Ｐ６は従来通りフェライト磁石，フェライトボンド磁
石等を使用することができる。

【００５４】上記のような構成により、主磁極（Ｐ１
ｂ）の半値幅が小さくなり、その結果ニップが短くなっ
た。このように、本実施の形態においては、感光体ドラ
ム上を摺擦する磁気ブラシのニップが短くなるため、磁
気ブラシ先端部でトナードリフトが起こりにくくなり、
結果として、「後端部白抜け」を低減させることが可能
となる。

【００５５】また、補助磁極（Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ）の存在
によって主磁極（Ｐ１ｂ）の磁力線の回り込みが強くな
り、その結果、ニップ部における法線方向の磁力密度の
減衰率が高くなるため、ニップ内で磁気ブラシが密に形
成される。このため、磁気ブラシは、ニップ部において
長手方向にばらつかず充分均一になり、長手方向にわた
る全領域で後端白抜けが低減される。

【００５６】具体的には、感光体ドラム１のドラム径を
１００ｍｍ、現像スリーブ４３のスリーブ径を２５ｍｍ
とし、また、図４に示すように、主磁極（Ｐ１ｂ）の上
流側にある補助磁極（Ｐ１ａ）を３５°以下の角度、具
体的には３０゜、下流側にある補助磁極（Ｐ１ｃ）を５
０°以下の角度、具体的には４３゜としたところ、主磁
極（Ｐ１ｂ）の半値幅が２２゜以下、具体的には１９°
となった。

【００５７】さらに、補助磁極（Ｐ１ａ、Ｐ１ｃ）と補
助磁極の外側にある搬送磁極（Ｐ２、Ｐ６）との変極点
（０ｍＴ：磁力がＮ極からＳ極、Ｓ極からＮ極に変わる
点）間、角度は１３０°以下で形成し、この状態で感光
体ドラムを３５０ｍｍ／秒、現像スリーブを７００ｍｍ
／秒の周速で現像した場合にはニップが２ｍｍ以下とな
った。また、ＡＤＳ社製ガウスメータ（ＨＧＭ−８３０
０）並びにＡＤＳ社製Ａ１型アキシャルプローブを用い
て測定した主磁極（Ｐ１ｂ）の現像スリーブ表面での磁
束密度は１１９［ｍＴ］であるのに対し、現像スリーブ
表面から１ｍｍ離れた位置での磁束密度は５５．５［ｍ
Ｔ］であり、減衰率は５３．４％であった。

【００５８】なお、本実施の形態では補助磁極（Ｐ１
ａ，Ｐ１ｃ）を用いた例を説明したが、補助磁極（Ｐ１
ａ）を用いず主磁極（Ｐ１ｂ）と補助磁極（Ｐ１ｃ）の
みを用いた場合でも、搬送磁極等（Ｐ２〜Ｐ６）への磁
力線の回り込みが強まる結果、ニップ部において法線方
向における磁束密度の減衰率が４０％以上になれば磁気
ブラシは密に形成され、後端白抜けを充分に低減するこ
とができる。

【００５９】次に、感光体ドラム１に対向する磁石ロー
ラ体４４の位置決め方法について図５乃至図７を参照し
ながら説明する。

【００６０】図５に示すように、現像スリーブ４３と図
２に示す磁石ローラ体４４からなる現像ローラ４１は、
現像容器４Ａに両端軸を保持されている。現像スリーブ
４３の端部には現像駆動軸６１が一体的に保持されてお
り、現像駆動軸６１には現像駆動ギヤ６２が取り付けら
れており、図示しない駆動装置により回転可能である。
現像スリーブ４３に内包される磁石ローラ体４４（図５
においては見えない）の中心軸である磁石体ローラ軸６
３は、その一端が現像スリーブ４３より突出しており、
端部には円周方向位置を特定するためのＤフライス部６
３ａが設けられている。このＤフライス部６３ａにはア
ジャスタ６４が取り付けられており、ビス６５で現像容
器４Ａに固定される。また、アジャスタ６４のビス穴６
４’は円弧状の長穴形状となっているため、磁石ローラ
体４４は長穴の範囲で任意の位置に回転および固定可能
となっている。

【００６１】磁石ローラ体４４の周方向の位置決めをす
るには、図６に示すように、まず、現像容器４Ａを位置
決め治具７１にセットする。位置決め治具７１には、磁
気センサ７２が主磁極（Ｐ１ｂ）を配置すべき位置に対
向する部分に配置されている。磁気センス方式としては
サーチコイル方式，ホール素子方式，フラックスゲート
方式，磁気発振方式、またはその他の方式を採用するこ
とができる。ここで、アジャスタ６４を回転させると主
磁極（Ｐ１ｂ）の位置に従いセンサ出力が強弱する。セ
ンサ出力が最大の位置でビス６５を固定することで主磁
極（Ｐ１ｂ）を正確に所定の位置に位置決めすることが
可能である。

【００６２】図７は、磁石ローラ体４４の周方向の位置
決め方法の他の例を示す。まず、現像容器４Ａを位置決
め治具８１にセットする。位置決め治具８１には磁性体
８２が主磁極（Ｐ１ｂ）を配置すべき位置に対向する部
分に配置されている。磁性体８２には、鉄，ステンレ
ス，ケイ素合金，パーマロイ合金またはその他の強磁性
材料を使用することができる。また、フェライト，マグ
ネタイト等の永久磁石、または鉄心等にコイルを巻き付
けた電磁石等を使用することもできるが、その際は極性
を主磁極（Ｐ１ｂ）の反対に設定する必要がある。

【００６３】ここで、主磁極（Ｐ１ｂ）を磁性体８２に
近づけると、主磁極（Ｐ１ｂ）の磁力により自動的に磁
性体８２に対向する位置に回転し保持される。そして、
ビス６５を固定することで主磁極（Ｐ１ｂ）を正確に所
定の位置に位置決めすることが可能である。なお、磁性
体８２は現像ローラ４１の軸方向に長い薄板か先端を尖
らせたブロック状の形状が望ましく、先端に磁力が集中
するため精度よく位置決めが可能となる。

【００６４】上記方法でも、磁石ローラ体４４の重心が
ほぼ軸中心に位置する場合は特に問題がない。ところ
が、磁石ローラ体４４の構成によっては重心が軸中心か
らずれている（つまり片側が重い）場合もあり得る。こ
の場合には、重い側に重力が大きく働き、磁性体に作用
する磁力による調整だけでは誤差が発生する危惧があ
る。この場合には、位置決め治具８１を鉛直方向に向け
る。すなわち、磁石ローラ体４４の重心のズレを相殺す
ることで前述の問題を回避することができ、主磁極（Ｐ
１ｂ）を正確に所定の位置に位置決めすることが可能で
ある。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
後端白抜けを充分に低減することができるとともに、主
磁極の位置を精度良く製造する必要もなく、製造コスト
の上昇および歩留まりの低下を回避することのできる画
像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の構成図

【図２】図１の画像形成装置の現像装置の構成図

【図３】図２の現像装置の磁極の磁力線図

【図４】図２の現像装置の磁極の磁力線図

【図５】図２の現像装置の磁石ローラ体位置決め方法の
説明図

【図６】図２の現像装置の磁石ローラ体位置決め方法の
説明図

【図７】図２の現像装置の磁石ローラ体位置決め方法の
説明図

【図８】従来の後端白抜けを示す概略図

【図９】従来の２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方
式の一例であるネガポジ現像の現像部を示す概略図

【図１０】従来の後端白抜けのメカニズムの説明図

【図１１】（ａ）は現像ローラの長手方向の磁気ブラシ
の状態図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図

【図１２】本発明におけるトナードリフトの低減の説明
図

【図１３】磁気ブラシの高さの長手方向におけるばらつ
きの比較図

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電装置３レーザー光線４現像装置４Ａ現像容器４Ｂトナー補給部４Ｂ１トナー補給ローラ５転写装置７クリーニング装置８除電装置４１現像ローラ４３現像スリーブ４４磁石ローラ体４５ドクタブレード４６撹拌ローラ４７パドルホイール４８トナー濃度センサ４９セパレータ４９ａフィン５０搬送スクリュー５１現像剤ケース６１現像駆動軸６２現像駆動ギヤ６３磁石体ローラ軸６４アジャスタ６４’ ビス穴６５ビス７１位置決め治具７２磁気センサ８１位置決め治具８２磁性体Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ補助磁極Ｐ１ｂ主磁極Ｐ２，Ｐ３搬送磁極Ｐ４現像剤汲上磁極Ｐ５，Ｐ６搬送磁極Ｔトナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体上の現像剤を磁極により穂
立ちさせる手段を有する現像手段と、穂立ちした現像剤
に摺擦されることにより潜像が可視化される潜像担持体
と、可視化を終了した現像剤を収納する現像剤収納手段
とを備えた画像形成装置であって、前記現像手段において、少なくとも前記潜像担持体に対
向する位置に磁極を有し、磁極により穂立ちした現像剤
が前記潜像担持体に摺擦するニップ領域において前記現
像剤担持体の法線方向への磁束密度の減衰率が４０％以
上であり、該磁極を回転および固定可能としたことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記潜像担持体に対向する前記磁極の位
置を、磁性を対向させて位置決めすることを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記磁性体を対向させる際に、前記現像
剤担持体の回転軸を鉛直方向に向けることを特徴とする
請求項２記載の画像形成装置。