JP2002372868A

JP2002372868A - 現像装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2002372868A
Application number: JP2001181434A
Authority: JP
Inventors: Kazue Nishiyama; 和重西山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の現像担持体を備え一成分系の現像剤を
採用する現像装置において、隣り合う二つの現像剤担持
体のうち潜像担持体の回転方向における下流側の下流現
像剤担持体上に磁性一成分系の現像剤を均一に安定して
コートすることができる現像装置及び画像形成装置を提
供する。【解決手段】磁極Ａ、磁極Ｂは、上流現像スリーブ２
０の回転中心と下流現像スリーブ３０の回転中心とを結
ぶ線に対して感光ドラム１の遠方側に位置し、角度θが
０°以上２０°以下であり、磁極Ａの磁力［ｍＴ］、磁
極Ｂの磁力［ｍＴ］、上流現像スリーブ２０と下流現像
スリーブ３０と間の距離ｄ［μｍ］の関係が、０．５≧
（（磁極Ａの磁力）＋（磁極Ａの磁力））／ｄ≧０．２
の関係を満たすようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式等を
採用する複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミ
リ、印刷装置等に用いられる現像装置及び画像形成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式等を採用する画像形
成装置にあっては、潜像担持体上を一様に帯電させた
後、アナログ露光又は半導体レーザー或いはＬＥＤによ
る画像露光を行い、上記潜像担持体上に静電潜像を形成
し、該静電潜像を現像装置によって現像剤像として可視
像化し、記録材たる転写材に上記現像剤像を転写した
後、該転写材を潜像担持体から分離し定着装置によって
定着処理を施すことによって定着画像として出力する画
像形成装置が知られている。

【０００３】先ず、かかる従来の画像形成装置の動作の
一例について図１２に基づき説明する。

【０００４】かかる画像形成装置は、例えば、ＯＰＣ、
ａ−Ｓｉ等の光導電層を備え矢印Ａ方向に回転される潜
像担持体たる感光ドラム１０１を有している。

【０００５】かかる画像形成装置にあっては、先ず、こ
の感光ドラム１０１の表面が、一次帯電器１０３によっ
て、例えば＋５００Ｖに一様帯電される。

【０００６】次いで、画像信号情報に応じた画像露光１
１２により、感光ドラム１０１上の露光部の表面電位を
例えば−２００Ｖに減衰させ、感光ドラム１０１上に画
像の画像信号に応じた潜像が形成される。画像露光１１
２には、例えば半導体レーザー或いはＬＥＤアレーが用
いられる。

【０００７】次に、一成分現像剤を用いた図１３に示す
現像装置たる現像装置１０２により上記潜像を現像して
トナー像として可視化する。一成分系の現像剤を用いた
現像装置は、簡易でキャリア等の交換が要らないため高
耐久高寿命であり、例えば磁性一成分トナーを用いたジ
ャンピング現像等がある。現像装置１０２は、図１４に
示すような磁極配置及び磁力の磁石等が内部に固定配置
された現像剤担持体たる上流現像スリーブ２０を備えて
いる。又、現像装置１０２には負に帯電した黒トナーを
用いる。更に、現像時、現像装置１０２に備えられた上
流現像スリーブ２０には現像バイアス電圧として−５０
０Ｖ程度の直流バイアス電圧が印加され、感光ドラム１
０１上の潜像を反転現像させる。

【０００８】そして、高速機のように耐久寿命の長いも
のは感光ドラムの外径が大きく感光ドラムから転写材の
曲率分離ができないため、必要に応じて、上記トナー像
を担持する感光ドラム１０１は、帯電手段たるポスト帯
電器１１０によって転写前処理（通常はＤＣ若しくはＡ
Ｃによるコロナの付与、又は光除電等を組み合わせたり
する）が施される。

【０００９】その後、感光ドラム１０１上の上記トナー
像は、感光ドラム１０１と転写帯電器１０４との間に供
給された転写材上に転写帯電器１０４により転写され
る。

【００１０】転写帯電器１０４によって上記トナー像の
転写を受けた転写材は、分離帯電器１０５によって感光
ドラム１０１から分離された後、定着装置１０７に搬送
され、定着装置１０７によって上記トナー像が上記転写
材上に定着され定着画像となる。

【００１１】一方、転写処理後の感光ドラム１０１は、
現像に供されず感光ドラム１０１上に残った転写残りの
トナーをクリーニング装置１０６により除去され、次の
画像形成に備える。

【００１２】ところで、画像形成装置の高速化を図るた
めに、従来の現像装置においては、特開平０３−２０４
０８４に記載されているように２成分磁気ブラシを用い
た現像装置に現像剤担持体たる現像スリーブを複数備え
て対応していたり、又、特開平０２−１８８７７８に記
載されているように複数の現像剤担持体たる現像スリー
ブを備え、各現像スリーブと潜像担持体たる感光体との
距離を感光体の回転方向下流側の現像スリーブほど近づ
けることにより、現像スリーブから感光体へのトナーの
補給量の均一化を図っている現像装置が知られている。

【００１３】又、従来、複数の現像スリーブを備える現
像装置においては、画像形成装置の小型化を図るため
に、特公平３−５５７９に開示されているように、現像
スリーブの小型化を施した現像装置が知られている。

【００１４】更に、これらのような二成分現像による複
数の現像スリーブの磁力に関しては、特開平９−８０９
１９や特許第３０１７５１４号が提案されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
上述のような複数の現像スリーブを備える現像装置にあ
っては、隣り合う二つの現像剤担持体のうち潜像担持体
の回転方向における上流側の上流現像剤担持体が下流側
の下流現像剤担持体上の現像剤量を所定量に規制する程
度に上記下流現像剤担持体に近接して配設されているた
め、省スペース化を図ることができるが、現像剤に磁性
一成分系の現像剤を用いた場合、キャリアを用いた二成
分系の現像剤を用いる場合のように現像剤を現像剤担持
体に均一にコートすることが困難であった。そのため、
上述のような複数の現像スリーブを備える現像装置に磁
性一成分現像剤を用いたものとしては、実際に製品化さ
れているものや学会発表されているものが皆無であっ
た。

【００１６】とりわけ、所謂カートリッジ方式ではなく
現像剤を随時補給していく補給系の現像装置や、複数の
現像剤担持体を用いた現像方式は、高速機に向いている
ものの、高速機の現像装置としては耐久性、安定性が要
求されるため、更に実現困難であった。

【００１７】そこで、本発明は、複数の現像担持体を備
え一成分系の現像剤を採用する現像装置において、隣り
合う二つの現像剤担持体のうち潜像担持体の回転方向に
おける下流側の下流現像剤担持体上に磁性一成分系の現
像剤を均一に安定してコートすることができる現像装置
及び画像形成装置の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、表面で潜像を担持し回転する潜像担持体に磁性一
成分系の現像剤を付与することにより上記潜像を現像剤
像として可視化する現像装置であって、上記潜像担持体
に近接対向して配設され表面で現像剤を担持し回転する
複数の現像剤担持体を備え、複数の現像剤担持体は、互
いに同方向に回転し、隣り合う二つの現像剤担持体のう
ち上記潜像担持体の回転方向における上流側の上流現像
剤担持体が下流側の下流現像剤担持体上の現像剤量を所
定量に規制する程度に上記下流現像剤担持体に近接して
配設されている現像装置において、各現像剤担持体は、
それぞれ内部に磁性部材を有し、各磁性部材は、上流現
像剤担持体の下流現像剤担持体との近接部若しくはその
近傍部に配置される第一磁極と、上記下流現像剤担持体
の上記上流現像剤担持体との近接部若しくはその近傍部
に配置される第二磁極と、上記下流現像剤担持体の潜像
担持体との近接部若しくはその近傍部に配置される第三
磁極とを有し、上記第一磁極と上記第三磁極が同極性で
あり、上記第二磁極が上記第一磁極及び上記第三磁極と
異極性であり、上記第一磁極、上記第二磁極は、上記上
流現像剤担持体の回転中心と上記下流現像剤担持体の回
転中心とを結ぶ線に対してその線近傍ないしは上記潜像
担持体の遠方側に位置し、上記上流現像剤担持体の回転
中心と上記下流現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線と、
上記上流現像剤担持体、上記下流現像剤担持体の回転中
心からそれぞれ上記第一磁極、上記第二磁極の配置位置
に延びる線とのなす角度が−５°以上２０°以下であ
り、上記第一磁極の磁力をＡ［ｍＴ］とし、上記第二磁
極の磁力をＢ［ｍＴ］とし、上記上流現像剤担持体と上
記下流現像剤担持体と間の距離をｄ［μｍ］としたと
き、０．５≧（Ａ＋Ｂ）／ｄ≧０．２の関係を満たすと
いう第一の発明によって達成される。

【００１９】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、第一磁極、第二磁極は、上流現像剤担持
体の回転中心と下流現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線
に対してその線近傍ないしは潜像担持体の遠方側に位置
し、上記上流現像剤担持体の回転中心と上記下流現像剤
担持体の回転中心とを結ぶ線と、上記上流現像剤担持
体、上記下流現像剤担持体の回転中心からそれぞれ上記
第一磁極、上記第二磁極の配置位置に延びる線とのなす
角度が−０°以上２０°以下であるという第二の発明に
よっても達成される。

【００２０】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、上流現像剤担持体と下
流現像剤担持体との間の距離ｄが２００μｍ以上である
という第三の発明によっても達成される。

【００２１】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第三の発明のいずれかにおいて、各現像剤担持
体は、現像時に交流成分及び直流成分からなるバイアス
電圧が印加されるよう構成されているという第四の発明
によっても達成される。

【００２２】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明乃至第四の発明のいずれかにおいて、各現像剤担
持体は、表面が結晶性グラファイト、フェノール樹脂を
有するコーティング部材で被覆されて構成されていると
いう第五の発明によっても達成される。

【００２３】又、本出願によれば、上記目的は、一連の
画像形成プロセスによって形成された画像を記録材に記
録する画像形成装置であって、潜像担持体と、第一の発
明乃至第五の発明のいずれかの現像装置とを備えるとい
う第六の発明によっても達成される。

【００２４】更に、本出願によれば、上記目的は、第六
の発明において、潜像担持体上の現像剤像を記録材に転
写する転写手段と、該転写手段による上記現像剤像の上
記記録材への転写後の上記潜像担持体上に残留した現像
剤を除去するクリーニング手段とを備え、現像装置は、
該クリーニング手段によって上記潜像担持体上から除去
された現像剤を回収し再利用可能とするよう構成されて
いるという第七の発明によっても達成される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。

【００２６】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態について説明する。

【００２７】図１に、本実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す。

【００２８】本実施形態にかかる画像形成装置は、プロ
セススピードが４７０ｍｍ／ｓｅｃで毎分９０枚の白黒
デジタル複写機であって、φ１０８のａ−Ｓｉドラム感
光体である潜像担持体たる感光ドラム１を備えている。

【００２９】かかる画像形成装置にあっては、図１に示
すように、潜像担持体たる感光ドラム１が、一次帯電器
３により例えば＋４５０Ｖに一様帯電された後、６００
ｄｐｉで画像露光１２がなされる。画像露光１２は半導
体レーザーを光源として画像信号により変調されたレー
ザービームであり、このレーザービームはモーター（図
示せず）により一定の回転数で回転する多面鏡（図示せ
ず）により偏光され、結像レンズ（図示せず）を経て、
折り返しミラー（図示せず）で反射された後、感光ドラ
ム１上をラスタ走査されその露光部の表面電位を例えば
＋５０Ｖに減衰させて像状の潜像を形成する。本実施形
態におけるレーザービームの波長は６８０ｍｍである。

【００３０】その後、上記潜像が、現像装置２によって
トナー像として現像される。本実施形態では、簡易で現
像スリーブ寿命２０００ｋ枚までメンテナンスの要らな
い高耐久な現像方式として黒の磁性一成分現像剤を用い
た現像であって、上流現像剤担持体たる上流現像スリー
ブ２０と下流現像剤担持体たる下流現像スリーブ３０と
の二つの現像剤担持体を用いた反転現像を行う。又、本
実施形態では、図２に示す撹拌棒２Ｂ付近の現像剤たる
トナーがなくなると、圧電素子２２がそれを検知して、
マグローラ２４を回転させてホッパー９Ｂ内のトナーが
現像装置２内に補給されるようになっている。

【００３１】感光ドラム１上の静電潜像が現像装置２に
よってトナー像として可視化された後、該トナー像は、
帯電手段たるポスト帯電器１０によって差電流＋１００
μＡ（ＡＣ＋ＤＣ）で帯電されると共に転写、分離しや
すいよう感光ドラム１との間の吸着力を弱められた後、
矢印方向に進む記録材たる転写材に転写手段たる転写帯
電器４によって転写される。

【００３２】上記トナー像の転写を受けた上記転写材
は、分離帯電器５によって感光ドラム１から分離された
後、定着装置７に送られ、定着装置７によって上記トナ
ー像が定着される。

【００３３】次に、本実施形態の現像装置２について詳
細に説明する。

【００３４】本実施形態の現像装置２にあっては、上流
現像スリーブ２０と下流現像スリーブ３０が、図３
（ａ）に示すように、互いに近接して配設され、互いに
同方向（図中矢印方向）に回転する。

【００３５】先ず、本発明のポイントについて説明す
る。

【００３６】従来では、トナー及びキャリアを有する二
成分系の現像剤を用いる場合の現像剤担持体上の現像剤
の流れは、図４（ｂ）に示すように、互いに近接する２
つの現像剤担持体の近接部で現像剤が上流現像剤担持体
から下流現像剤担持体に受け渡されるようになってい
る。即ち、潜像担持体に対向する側の現像スリーブ上で
現像剤が搬送される。これは、二成分系の現像剤を用い
る場合、キャリアでトナーを主に帯電するため、現像剤
が現像剤担持体から潜像担持体へ搬送のみされていれば
良いからである。

【００３７】しかし、主に現像剤担持体が現像剤への帯
電に寄与する、磁性一成分系の現像剤を用いた場合、現
像剤を現像剤担持体上に薄層にコートすると共に充分に
帯電させる必要があるため、下流現像剤担持体上での現
像剤の流れは図４（ａ）に示すようになり、二成分系の
現像剤を用いる場合とは明らかに異なり、現像剤担持体
から潜像担持体への現像剤搬送に加えて現像剤担持体上
の現像剤コートを均一にし且つ帯電させる必要がある。

【００３８】そこで、本実施形態では、図３（ｂ）に示
すように、上流現像スリーブ２０内の下流現像スリーブ
３０との近接部若しくはその近傍部に配置される第一磁
極たる磁極Ａと、下流現像スリーブ３０内の上流現像ス
リーブ２０との近接部若しくはその近傍部に配置される
第二磁極たる磁極Ｂと、下流現像スリーブ３０内の感光
ドラム１との近接部若しくはその近傍部に配置される第
三磁極たる磁極Ｃとを有している。

【００３９】又、これら磁極の関係が、磁極Ａ及び磁極
Ｂは、上流現像スリーブ２０の回転中心と下流現像スリ
ーブ３０の回転中心とを結ぶ線に対して現像装置２内部
側（感光ドラム１の遠方側）に位置し、磁極Ａと磁極Ｃ
は同極性であり、磁極Ｂは磁極Ａ及び磁極Ｃと異極性で
あり、上流現像スリーブ２０の回転中心と下流現像スリ
ーブ３０の回転中心とを結ぶ線と、上流現像スリーブ２
０、下流現像スリーブ３０の回転中心からそれぞれ磁極
Ａ、磁極Ｂの配置位置に延びる線とのなす角度が０°以
上２０°以下であり、磁極Ａの磁力［ｍＴ］、磁極Ｂの
磁力［ｍＴ］と、上流現像スリーブ２０と下流現像スリ
ーブ３０との間の距離ｄ［μｍ］との関係が、０．５≧
（磁極Ａの磁力＋磁極Ｂの磁力）／ｄ≧０．２である。

【００４０】ここで、第一磁極、第二磁極、第三磁極の
位置と極性と、上流現像剤担持体と下流現像剤担持体と
の間の距離（以下、現像剤担持体間距離という）との関
係について説明する。

【００４１】先ず、第一磁極、第二磁極の位置と極性に
関して説明する。ここでは、図５（ａ）に示すように、
第一磁極、第二磁極の極性、位置を変えて下流現像剤担
持体上の現像剤コートの状態を検討した。第一磁極、第
二磁極の各磁極の磁力は７０ｍＴである。

【００４２】第一磁極、第二磁極の極性と下流現像剤担
持体上の現像剤コートの状態とに関する結果を表１に示
す。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１、図５（ａ）によれば、第一磁極と第
二磁極を同極性にした場合、これらの磁極による磁界が
０ｍＴの領域を形成し、又、現像剤同士もこの０ｍＴ付
近で空隙を形成してしまうため、下流現像剤担持体上の
現像剤コートは不安定となる。

【００４５】逆に、表１、図５（ａ）によれば、上記対
向部における磁極を異極性にした場合、上記対向部にお
ける上流現像剤担持体と下流現像剤担持体との間で磁界
が強められるため、下流現像剤担持体上の現像剤コート
は安定するのである。

【００４６】表２に下流現像剤担持体上の現像剤コート
性と第一磁極、第二磁極の位置（上記上流現像剤担持体
の回転中心と上記下流現像剤担持体の回転中心とを結ぶ
線と、上記上流現像剤担持体、上記下流現像剤担持体の
回転中心からそれぞれ上記第一磁極、上記第二磁極の配
置位置に延びる線とのなす角度）との関係を示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】表２、図５（ａ）によれば、第一磁極と第
二磁極の互いの位置をある距離以上離すと、これらの磁
極による現像剤の磁気拘束力が減少し、これは距離の２
乗に比例すると考えられるため、これらの磁極の位置の
要因が大きい。

【００４９】よって、図５（ａ）、表１、表２に示すよ
うに、第一磁極と第二磁極を互いに異極性にし、これら
の磁極を、上流現像剤担持体の回転中心と下流現像剤担
持体の回転中心とを結ぶ線と、上記上流現像剤担持体、
上記下流現像剤担持体の回転中心からそれぞれ上記第一
磁極、上記第二磁極の配置位置に延びる線とのなす角度
が０〜２０°となるよう配置することにより下流現像剤
上の現像剤コートを安定させることができる。但し、上
記角度が−５°から０°までの間においては（実際には
公差があるため）コートはＯＫであり、より安定度を高
くするためには上記のように０°以上２０°以下が好ま
しい。

【００５０】尚、この検討では、第一磁極、第二磁極の
磁力を４０ｍＴから１１０ｍＴまでについても同様の検
討を行ったが、下流現像剤担持体上の現像剤コート性と
第一磁極、第二磁極の位置との関係については、表２に
示す結果と同様の結果となった。又、トナー粒径を６〜
１０μｍ変化させたトナーで見当したところ同様の結果
となった。

【００５１】次に、第二磁極と第三磁極の関係について
説明する。

【００５２】第二磁極と第三磁極が同極性の場合、上流
現像剤担持体と下流現像剤担持体の対向部から下流現像
剤担持体の現像極にいたる周上で磁力が存在しない領域
を形成することになってしまう（第二磁極と第三磁極で
反発極を形成してしまう）ため、現像剤の搬送がしづら
くなる。

【００５３】従って、第一磁極と第三磁極は同極性と
し、第二磁極は第一磁極及び第三磁極と異極性にする。

【００５４】次に、第一磁極、第二磁極と現像剤担持体
間距離ｄ［μｍ］との関係について説明する。

【００５５】磁極Ａと磁極Ｂについて検討したところ、
現像剤担持体間距離ｄ［μｍ］と相関があることを発見
した。

【００５６】先ず課題としては、下流現像剤担持体上の
現像剤コートを均一にするためには上流現像剤担持体と
下流現像剤担持体との間の磁気拘束力をある程度以上に
する必要がある。又、逆にその磁気拘束力がある程度以
上強すぎると、現像剤担持体自体が撓んで現像剤担持体
の軸線方向の端部と中央部で現像剤担持体間距離の差が
１００μｍ以上になってしまう。

【００５７】そこで、上述の２点に関して、表３に示す
ように第一磁極、第二磁極の磁力の大きさと現像剤担持
体間距離ｄと下流現像剤担持体上の現像剤コート状態、
現像剤担持体の撓み状態との関係について評価を行っ
た。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３において、現像剤担持体の撓みの評価
基準については、現像剤担持体間距離の差が現像剤担持
体の軸線方向の端部と中央部で５０μｍ未満であれば○
とし、５０μｍ以上であれば×とした。又、現像剤担持
体間距離ｄ［μｍ］は、上流現像剤担持体と下流現像剤
担持体との間で現像剤溜まりを防いだり、固まりとなっ
た現像剤の詰りを防止する上で２００μｍ以上にするこ
とが好ましいため、ｄ＝２００μｍから、どの状態でも
上記評価が×となるｄ＝１２００μｍまで変化させた。
一方、下流現像剤担持体上の現像剤コートの状態の評価
基準については、図５（ｂ）に示すように、均一で良好
な状態を○とし、均一でない不良な状態を×として２値
的に判断した。これは実機で１０ｋ枚耐久した際のコー
ト性である。

【００６０】上記により、第一磁極の磁力の大ささと第
二磁極の磁力の大きさとの絶対値の和を現像剤担持体間
距離ｄ［μｍ］で除した値を考えるとある法則があるこ
とがわかる。これは、この値が０．２以上であれば大体
第一磁極及び第二磁極による磁気拘束力としては十分に
現像剤を下流現像剤担持体上に均一コートでさるレベル
であるようである。又、逆に上記磁気拘束力の強い方に
ついては、この値が０．５以下であれば現像剤担持体の
撓み状態としては問題がなく良好である。

【００６１】よって、上述したように、第一磁極と第三
磁極は同極性であり、第二磁極は第一磁極及び第三磁極
と異極性であり、上流現像剤担持体の回転中心と下流現像剤担持体の回
転中心とを結ぶ線と、上記上流現像剤担持体、上記下流
現像剤担持体の回転中心からそれぞれ上記第一磁極、上
記第二磁極の配置位置に延びる線とのなす角度が０〜２
０°であり、第一磁極の磁力［ｍＴ］、第二磁極の磁力［ｍＴ］
と、現像剤担持体間距離ｄ［μｍ］との関係が、０．５≧（第一磁極の磁力＋第二磁極の磁力）／ｄ≧
０．２であることが下流現像剤担持体上の現像剤コートを安定
させる条件であることがわかる。

【００６２】本実施形態では、上流現像スリーブ２０の
回転中心と下流現像スリーブ３０の回転中心とを結ぶ線
と、上流現像スリーブ２０、下流現像スリーブ３０の回
転中心からそれぞれ磁極Ａ、磁極Ｂの配置位置に延びる
線とのなす角度（図３（ａ）に示すθ）は５°とした。
尚、上記のθを０〜２０°で同様の検討を行ったが定性
的にこれらの関係は同じであった。

【００６３】又、本実施形態では、上流現像スリーブ２
０は表４に示すような磁極構成とし、下流現像スリーブ
３０は表５に示すような磁極構成とした。

【００６４】

【表４】

【００６５】

【表５】

【００６６】上流現像スリーブ２０は、非磁性部材であ
るφ２０のＳＵＳ３０５の上にＦＧＢ＃６００でブラス
ト処理をした後、図６に示すようにコーティングをおこ
なったものである。

【００６７】上流現像スリーブ２０の内部には、図３
（ａ）及び表４に示すような磁場パターンを有する磁性
部材たるマグネット２０Ｂが固定配置されている。上流
現像スリーブ２０は、感光ドラム１の周速度に対して１
５０％の周速度で回転するようになっている。

【００６８】上流現像スリーブ２０上のトナーは、磁気
ブレード２０Ａによって層厚が規制される。本実施形態
では、上流現像スリーブ２０と磁気ブレード２０Ａとの
距離Ｓ−Ｂｇａｐが２５０μｍに設定されている。

【００６９】上流現像スリーブ２０と感光ドラム１との
距離Ｓ−Ｄｇａｐは２００μｍとなっている。本実施形
態では、バイアス印加手段（図示せず）によって、＋３
００ＶのＤＣバイアス電圧と図７に示すような波形でＶ
ｐｐ１２００Ｖ、周波数２．５ｋＨｚの矩形波のＡＣバ
イアス電圧とを重畳して上流現像スリーブ２０に印加し
て磁性一成分非接触現像を行う。従って、現像コントラ
ストは飛翔方向に２００Ｖ、かぶりとりコントラストが
１５０Ｖとなる。

【００７０】下流現像スリーブ３０も上流現像スリーブ
２０と同様に、非磁性部材であるφ２０のＳＵＳ３０５
の上にＦＧＢ＃６００でブラスト処理して表面粗さをＲ
ｚ３μｍとしている。尚、このＲｚの測定には、接触式
表面粗さ計（サーフコーダーＳＥ−３３００（株）小坂
研究所）を用いた。又、この測定条件としては、カット
オフ値が０．８ｍｍであり、測定長さが２．５ｍｍであ
り、送りスピードが０．１ｍｍ／ｓｅｃであり、倍率が
５０００倍である。

【００７１】下流現像スリーブ３０の内部には、図３
（ａ）及び表５に示す４極の磁場パターンよりなる磁性
部材たるマグネット３０Ｂが固定配置されている。

【００７２】下流現像スリーブ３０には、＋３００Ｖの
ＤＣバイアス電圧と図７に示すような波形でＶｐｐ１２
００Ｖ、周波数２．５ｋＨｚの矩形波とを重畳して印加
可能になっている。本実施形態では、下流現像スリーブ
３０に印加される現像バイアス電圧は上流現像スリーブ
２０に印加される現像バイアス電圧と同一なので、上記
バイアス印加手段のための電源を共用して一つにしてコ
ストダウンを図ることができ、又、電源のためのスペー
スが少なくて済むので省スペース化を図ることができ
る。

【００７３】下流現像スリーブ３０は、感光ドラム１の
周速度に対して１５０％の周速度で回転するようになっ
ている。

【００７４】下流現像スリーブ３０上のトナーは、上流
現像スリーブ２０によって層厚が規制される。本実施形
態では、下流現像スリーブ３０と感光ドラム１とのＳ−
Ｄｇａｐは２５０μｍとなっている。

【００７５】本実施形態では、上流現像スリーブ２０と
下流現像スリーブとの間の距離ｄ＝４００μｍである。
又、上流現像スリーブ２０のマグネット２０Ｂ内に配置
されるＮ２（磁極Ａ）の磁力は８０ｍＴであり、下流現
像スリーブ３０のマグネット３０Ｂ内に配置されるＳ１
（磁極Ｂ）の磁力は７５ｍＴである。更に、磁極Ａと、
マグネット３０Ｂ内の感光ドラム１との近接部若しくは
その近傍部に配置されるＮ１（磁極Ｃ）とは同極性であ
り、磁極Ｂは磁極Ａ及び磁極Ｃと異極性である。

【００７６】又、磁極Ａ及び磁極Ｂは、上流現像スリー
ブ２０の回転中心と下流現像スリーブ３０の回転中心と
を結ぶ線に対して現像装置２内部側（感光ドラム１の遠
方側）に位置している。更に、図３（ａ）に示す角度θ
が１０°である。つまり、上流現像スリーブ２０の回転
中心と下流現像スリーブ３０の回転中心とを結ぶ線と、
上流現像スリーブ２０、下流現像スリーブ３０の回転中
心からそれぞれ磁極Ａ、磁極Ｂの配置位置に延びる線と
のなす角度が０°以上２０°以下である。

【００７７】そして、本実施形態では、磁極Ａの磁力
［ｍＴ］と磁極Ｂの磁力［ｍＴ］と、上流現像スリーブ
２０と下流現像スリーブ３０との間の距離ｄ［μｍ］と
の関係が、０．５≧（８０＋７５）／４００≧０．２を
満たすため、下流現像スリーブ３０上のトナーコート性
の安定化が図られている。

【００７８】図８（ａ）に示すように、上流現像スリー
ブ２０は内部に４極の磁極をもつマグネット２０Ｂを有
し、下流現像スリーブ３０は４極の磁極をもつマグネッ
ト３０Ｂを有しており、上流現像スリーブ２０及び下流
現像スリーブ３０の外周に沿って形成され主に鉄よりな
るモルダロイ（ＫＮメッキ、透磁率１０−６）で作製さ
れた磁性シール部材２Ｄが図８（ｂ）に示すように上流
現像スリーブ２０及び下流現像スリーブ３０の軸線方向
の両端部近傍に設けられている。上流現像スリーブ２０
及び下流現像スリーブ３０の表面と磁性シール部材２Ｄ
とのギャップは４００μｍ±１００μｍになっている。

【００７９】本実施形態では、上流現像スリーブ２０及
び下流現像スリーブ３０の軸線方向における、マグネッ
ト２０Ｂの長さはＬｌ＝３０５ｍｍであり、マグネット
３０Ｂの長さはＬ２＝３０５ｍｍである。

【００８０】マグネット２０Ｂ，３０Ｂに対する磁性シ
ール部材２Ｄの適切な取り付け位置については、上流現
像スリーブ２０及び下流現像スリーブ３０の軸線方向に
おける、磁性シール部材２Ｄの外側の端部の位置とマグ
ネット２０Ｂ，３０Ｂの端部の位置とを一致させるのが
一番好ましい。これは、磁性シール部材２Ｄの上記軸線
方向の外側端部の位置よりマグネット２０Ｂ，３０Ｂが
外側に出ると長手方向（上記軸線方向）の外にも磁力が
存在することとなるために、その磁力でトナーが外に運
ばれてしまい、トナー漏れを引き起こすためである。
又、本来、磁性シール部材２Ｄは磁性シール部材２Ｄと
マグネット２０Ｂ，３０Ｂとの間で磁気ブラシを形成し
てトナー漏れを無くすためものであるが、逆に磁性シー
ル部材２Ｄの上記軸線方向の外側端部の位置に対してマ
グネット２０Ｂ，３０Ｂの端部の位置が中側に入り過ぎ
ると、磁性シール部材２Ｄの上記外側端部では磁性シー
ル部材２Ｄによる磁力が存在しないのにもかかわらず、
上流現像スリーブ２０及び下流現像スリーブ３０上には
磁性シール部材２Ｄの幅で磁気ブラシを形成するため
に、上記外側端部に位置するトナーは端部から漏れると
同時に、上流現像スリーブ２０及び下流現像スリーブ３
０上のトナー層厚も大きくなり、ボタ落ちする場合も有
るからである。本実施形態では、上記長手方向には、上
流現像スリーブ２０及び下流現像スリーブ３０とマグネ
ット２０Ｂ，３０Ｂとの関係等でガタがあるために、そ
れらを考慮して図８（ｂ）に示すようにマグネット２０
Ｂ，３０Ｂの端部位置から１ｍｍ内側に入ったところに
磁性シール部材２Ｄの上記外側端部が位置するようにし
た。

【００８１】次に、本実施形態における画像処理につい
て説明する。

【００８２】本実施形態においては、図９に示す画像信
号制御部がディザ法による２値化にて次のように画像処
理を行なう。

【００８３】画像処理部２０１は、図９に示すように、
入力される画像信号に対して、解像度変換等、操作者の
所望する画像処理を施す。

【００８４】γ補正部２０２は、画像信号に対して、Ｌ
ＵＴ算出部２０５によるルックアップテーブル（ＬＵ
Ｔ）を参照してγ補正を行う。

【００８５】そして、２値処理部２０３は、それぞれγ
補正後の画像信号に基づいて、レーザーの駆動信号を発
生する。

【００８６】２値処理部２０３から出力される駆動信号
に基づきレーザー部２０４が駆動され、上述したように
画像に対応する画像露光１２がなされる。本実施形態で
は、現像コントラストに対して、γ補正部２０２内のＬ
ＵＴがＬＵＴ算出部２０５によって現在の動作環境にお
いて適切となるように設定されている。

【００８７】本実施形態では、上述したように、適切な
現像コントラストに加え、適切な階調補正（例えばγ補
正等）を施す。そして、得られた階調特性が理想的な濃
度再現曲線（ＴＲＣ；ｔｏｎｅｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉ
ｏｎｃｕｒｖｅ）になるように、ＬＵＴ算出部２０５
においてγ補正部２０２のＬＵＴを更新する。

【００８８】尚、本実施形態の効果は、負極性の感光ド
ラム、正極性のトナーを用いた正規現像を行う場合にお
いても同様である。

【００８９】又、本実施形態では、交流成分の現像バイ
アス電圧を現像剤担持体に印加しているため、上流現像
スリーブ２０で余分に現像した部分を下流現像スリーブ
３０で再び現像装置２内に戻すことができるためトナー
消費量を減らすことができる。トナー消費量に関して画
像比率６％原稿で測定したところ、従来の磁性一成分系
の現像剤を用いた現像装置で５０〜６０ｍｇ／枚である
ところ、本実施形態では４１ｍｇ／枚となった。

【００９０】よって、本実施形態によれば、磁性一成分
系のトナーを用いたメンテナンスフリーな小型現像装置
において、下流現像剤担持体上の現像剤の均一で安定し
たコーティングを実現し、高画質で安定した濃度を維持
しつつトナー消費量の少ない現像装置を提供すること、
及び高速機において省スペース化したコンパクトな現像
装置にすることで分散型の小型のプリントオンデマンド
に適した高速機を提供することができる。

【００９１】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては、その説明を省略する。

【００９２】一般に現像スリーブ表面がＳＵＳ、Ａｌ素
管では現像剤のトリボの制御がしずらいが、本実施形態
では、それを鑑みて、上流現像剤担持体たる上流現像ス
リーブと下流現像剤担持体たる下流現像スリーブとによ
るトナーのトリボを制御するために上流現像スリーブ及
び下流現像スリーブに各々最適なコート処方を採用し、
負極帯電性の磁性一成分トナーを用いている。

【００９３】又、上流現像スリーブの磁極は、トナーの
搬送性を鑑みて５極構成にして、上流現像スリーブの現
像装置内で反発極を形成させてトナーを一度現像スリー
ブから大きな固まりを離してトナーの現像スリーブへの
連れまわりを低減化が図られている。現像スリーブの表
面のコーティングについては、特開平３−３６５７０等
で問題となってる現像スリーブ周期で発生するスリーブ
ゴースト画像を防止するとともに現像スリーブ表面の耐
久性を高めるためである（Ａｌ表面を保護する膜であ
る）。尚、本実施形態での現像スリーブ間距離ｄは６０
０μｍとした。

【００９４】かかる画像形成装置は、潜像担持体として
φ１０８のａ−Ｓｉドラム感光体を用いており、第一の
実施形態と同様、プロセススピードが４７０ｍｍ／ｓｅ
ｃで毎分９０枚の白黒デジタル複写機である。本実施形
態の現像剤は、重量平均粒径７．５μｍのネガ帯電トナ
ーであり、外添剤として１．０％（重量％）のＳｉＯ ₂
が塗されている。

【００９５】本実施形態では、現像スリーブのコート膜
の処方はＡｌ現像スリーブ表面にフェノール樹脂と結晶
性グラファイト及びカーボンを混合して、膜厚１０μｍ
で１５０℃環境で硬化させた膜を用いた。膜の厚さは安
定かつ均一な膜を形成するための厚さは２０μｍ程度で
ある。この場合Ｐ／Ｂ比は１／２．５である。ここで、
Ｂは樹脂の重量、Ｐは樹脂以外のものの重量（結晶性グ
ラファイト＋カーボン）を表す。

【００９６】本構成のように上流現像スリーブで下流現
像スリーブのとトナーコート量を規制する場合に、負極
性トナーに対しての帯電特性が高すぎるために下流現像
スリーブのみに４級アンモニウム塩を７０重量部有する
フェノール樹脂を用いた。

【００９７】第４級アンモニウム塩化合物は、添加され
るとフェノール樹脂中に均一に分散され、更に、加熱硬
化して被膜を形成する際にフェノール樹脂の構造中に取
り込まれ、その結果、上記化合物を有するフェノール樹
脂組成物自身が負帯電性を有する物質へと変化する。従
って、このような材料を用いて形成された被覆層を有す
る現像剤担持体を用いれば、現像剤を好適に正極性に帯
電させることが可能となる。

【００９８】本発明において好適に使用される、上記し
た機能を有する第４級アンモニウム塩化合物としては、
例えば、下記一般式で表わされる化合物が挙げられる。

【００９９】

【化１】

【０１００】化１に示す式中のＲｌ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４
は、夫々置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有
してもよいアリール基、アルアルキル基を表わし、Ｒｌ
−Ｒ４は夫々同一でも或いは異なっていてもよい。Ｘ−
は、酸の陰イオンを表わす。

【０１０１】上記の化１に示す一般式において、Ｘ−の
酸イオンの具体例としては、有機硫酸イオン、有機スル
ホン酸イオン、有機リン酸イオン、モリブデン酸イオ
ン、タングステン酸イオン、モリブデン原子或いはタン
グステン原子を含むヘテロポリ酸等が挙げられる。

【０１０２】

【化２】

【０１０３】化２に示すようにフェノール樹脂に、本発
明で用いる特定の第４級アンモニウム塩化合物を添加し
た樹脂組成物を使用して被覆層を形成すると、先に述べ
たように、結着樹脂であるフェノール樹脂を加熱硬化さ
せて被覆層を形成した場合に、該第４級アンモニウム塩
化合物がフェノール樹脂の構造中に取り込まれる。この
ため、上記したネガ性シリカ粒子或いはネガ性テフロン
（登録商標）粒子等のような粒子添加系の場合と異な
り、部分的にではなく、被覆層全体として正帯電性現像
剤に対する正摩擦帯電付与性が向上する。更に、粒子添
加系の被膜と異なり、加工性が損なわれたり、被覆層の
強度低下を生じることもない。

【０１０４】本発明に好適に用いられる、第４級アンモ
ニウム塩化合物としては、具体的には、次のようなもの
が挙げられるが、勿論、本発明は、これらに限定される
ものではない。

【０１０５】

【化３】

【０１０６】

【化４】

【０１０７】

【化５】

【０１０８】

【化６】

【０１０９】

【化７】

【０１１０】

【化８】

【０１１１】

【化９】

【０１１２】

【化１０】

【０１１３】本発明において使用する結着樹脂を構成す
るフェノール樹脂として、その製造工程において、触媒
として含窒素化合物を用いて製造されたものを用いる
と、特に、加熱硬化時に第４級アンモニウム塩化合物が
フェノール樹脂の構造中に取り込まれ易く、トナーのチ
ャージアップ防止に好ましいことがわかった。従って、
本発明においては、このような作用を有する、その製造
工程において触媒として含窒素化合物を用いて製造され
たフェノール樹脂を現像剤担持体上の被覆層を構成する
材料の１つとして用いれば、トナーのチャージアップを
防止する現像装置の実現が可能となる。

【０１１４】本発明で好適に使用し得る、フェノール樹
脂の製造工程において触媒として用いられる含窒素化合
物としては、例えば、酸性触媒としては、硫酸アンモニ
ウム、燐酸アンモニウム、スルファミド酸アンモニウ
ム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、マレイン酸
アンモニウムといったアンモニウム塩又はアミン塩類が
挙げられ、塩基性触媒としては、アンモニア、或は、ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミ
ン、ジイソブチルアミン、ジアミルアミン、トリメチル
アミン、トリエチルアミン、トリｎ−ブチルアミン、ト
リアミルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジエチルベ
ンジルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、
Ｎ，Ｎ−ジｎ−ブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジアミルアニ
リン、Ｎ，Ｎ−ジｔ一アミルアニリン、Ｎ−メチルエタ
ノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノー
ルアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタノ
ールアミン、ｎ−ブチルジエタノールアミン、ジｎ−ブ
チルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、
エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミ
ノ化合物、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ
一ピコリン、２，４−ルチジン、２，６−ルチジン等の
ピリジン及びその誘導体、キノリン化合物、イミダゾー
ル、２一メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダ
ゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フ
ェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダ
ゾール、２一ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾー
ル及びその誘導体等の含窒素複素環式化合物等が挙げら
れる。

【０１１５】本発明において、被覆層の抵抗値を、上記
の値に調整するためには、下記に挙げる導電性物質を被
覆層中に含有させることが好ましい。この際に使用され
る導電性物質としては、例えば、アルミニウム、銅、ニ
ッケル、銀等の金属粉体、酸化アンチモン、酸化インジ
ウム、酸化スズ等の金属酸化物、カーボンファイバー、
カーボンブラック、グラファイト等の炭素物等が挙げら
れる。本発明においては、これらのうち、カーボンブラ
ック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは、特に
電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付与
したり、その添加量をコントロールするだけで、ある程
度任意の導竜度を得ることができるため好適に用いられ
る。

【０１１６】最終的な膜の処方はフェノール樹脂２５０
重量部に対して平均粒径７．５μｍのグラファイト９０
重量部、カーボン１０重量部、４級アンモニウム７０部
である。ちなみに、グラファイトとカーボンの比は膜全
体の抵抗の安定化のため、グラファイトをカーボンの３
倍以上にすることが好ましい。膜は吹き付け法により現
像スリーブに塗付後、１５０度で３０分間乾燥させる。

【０１１７】このコートの最適化をおこなうことで通常
は下流現像スリーブ側のトリボ（帯電量）が大きいのに
対して、本実施形態では上流現像スリーブ上９μＣ／
ｇ、下流現像スリーブ上９．２μＣ／ｇとほぼ同等な値
に制御することができた。このことにより、高温高湿、
常温低湿等の環境の変化に対しても両現像スリーブで最
適化されているため現像特性が安定になる。

【０１１８】上流現像スリーブ２０の内部には、図１０
及び表６に示すように、５極の磁場パターンを有するマ
グネットが固定配置されている。

【０１１９】

【表６】

【０１２０】上流現像スリーブ２０は、感光ドラム１の
周速度に対して１２５％の周速度で回転するようになっ
ている。上流現像スリーブ２０上のトナーは、磁気ブレ
ード２０Ａによって層厚を規制される。上流現像スリー
ブ２０と磁気ブレード２０Ａとの距離Ｓ−Ｂｇａｐは２
５０μｍとなっている。上流現像スリーブ２０と感光ド
ラム１との距離Ｓ−Ｄｇａｐは２５０μｍとなってい
る。本実施形態では、−５５０のＤＣバイアス電圧と図
７に示すような波形でＶｐｐ１５００Ｖ、周波数２．７
ｋＨｚの矩形波のＡＣバイアス電圧とを上流現像スリー
ブ２０に印加して磁性一成分非接触現像を行うようにな
っている。従って、現像コントラストは飛翔方向に３５
０Ｖ、かぶりとりコントラストが１５０Ｖとなる。

【０１２１】下流現像スリーブ３０は、非磁性部材であ
るφ２０のアルミＡ２０１７に膜を形成したものを用い
る。下流現像スリーブ３０の内部には、図１０及び表７
に示す４極の磁場パターンよりなるマグネットを有す
る。

【０１２２】

【表７】

【０１２３】下流現像スリーブ３０には−５５０ＶのＤ
Ｃバイアス電圧と図７に示すような波形でＶｐｐ１５０
０Ｖ、周波数２．７ｋＨｚの矩形波を印加する。下流現
像スリーブ３０に印加されるＡＣバイアス電圧及びＤＣ
バイアス電圧は、上流現像スリーブ２０に印加されるＡ
Ｃバイアス電圧及びＤＣバイアス電圧と同一なので、電
源を共用して１つにすることによりコストダウンを図る
ことができると共に、電源のためのスペースが少なくて
済むメリットがある。下流現像スリーブ３０は、感光ド
ラム１の周速度に対して１２５％の周速度で回転するよ
うになっている。

【０１２４】下流現像スリーブ３０上のトナーは、上流
現像スリーブ２０によって層厚規制がなされる。上流現
像スリーブ２０と下流現像スリーブ３０との間の距離ｄ
は６００μｍとなっている。

【０１２５】上流現像スリーブ２０、下流現像スリーブ
３０の磁極構成は、表６及び表７に示す通り、それぞれ
５極、４極である。上流現像スリーブ２０の磁極が５極
である理由については、上述の通りである。

【０１２６】本実施形態では、距離ｄ＝６００μｍであ
る。又、上流現像スリーブ２０のマグネット２０Ｂ内に
配置されるＮ２（磁極Ａ）の磁力は８５ｍＴであり、下
流現像スリーブ３０のマグネット３０Ｂ内に配置される
Ｓ１（磁極Ｂ）の磁力は８０ｍＴである。更に、磁極Ａ
と、マグネット３０Ｂ内の感光ドラム１との近接部若し
くはその近傍部に配置されるＮ１（磁極Ｃ）とは同極性
であり、磁極Ｂは磁極Ａ及び磁極Ｃと異極性である。

【０１２７】又、磁極Ａ及び磁極Ｂは、上流現像スリー
ブ２０の回転中心と下流現像スリーブ３０の回転中心と
を結ぶ線に対して現像装置２内部側（感光ドラム１の遠
方側）に位置している。更に、図３（ａ）に示す角度θ
が１０°である。

【０１２８】そして、本実施形態では、磁極Ａの磁力
［ｍＴ］と磁極Ｂの磁力［ｍＴ］と、距離ｄ［μｍ］と
の関係が、０．５≧（８５＋８０）／６００≧０．２を満たすため、下流現像スリーブ３０上のトナーコート
性の安定化が図られている。

【０１２９】よって、本実施形態によれば、磁性一成分
トナーを用いたメンテナンスフリーな小型現像装置にお
いて、上流現像剤担持体上の現像剤の均一で安定したコ
ーティングを実現し、高画質で安定した濃度を維持しつ
つトナー消費量の少ない現像装置を提供すること、及び
高速機において省スペース化したコンパクトな現像装置
にすることで分散型の小型のプリントオンデマンドに適
した高速機を提供することができる。更には、上流現像
剤担持体上でのトナーのつれ回りを低減してトナー劣化
を低減し、又、これらのトナーの帯電特性に最適なコー
ト処方を用いることで帯電制御もすることができる。

【０１３０】（第三の実施形態）次に、本発明の第三の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態又は第
二の実施形態と同様の構成に関しては、その説明を省略
する。

【０１３１】本実施形態にかかる現像装置は第二の実施
形態と同様である。

【０１３２】本実施形態の特徴は、リユース画像形成装
置に本発明の現像装置を適用したことである。

【０１３３】リユース系トナーは基本的には転写されず
に残りクリーニングで回収された廃トナーであるため
に、劣化で新たなトナーと比較して、トリボが極端に小
さいために反転成分トナー量が多いため、飛散が更に悪
くなる。本実施形態はこれらのことを鑑みて実施したも
のである。

【０１３４】本実施形態における上流現像スリーブ、下
流現像スリーブの磁極、コート材の処方については、第
二の実施形態と同様である。

【０１３５】本実施形態では、リユースの場合、リユー
スされたトナー内には紙粉等が混在していることもあ
り、これらが現像スリーブ間に挟まったり、詰ったりす
ることを防止するため、上流現像スリーブと下流現像ス
リーブとの間の距離ｄを８００μｍとしている。

【０１３６】本実施形態にかかる画像形成装置は、図１
１に示す画像形成システムでプロセススピードが５００
ｍｍ／ｓの１１０枚／分のデジタル複写機であって、感
光体としてａ−Ｓｉドラムを用いてた潜像担持体たる感
光ドラム１を備えている。

【０１３７】かかる画像形成装置にあっては、この感光
ドラム１の表面が、一次帯電器３により−７００Ｖに一
様帯電される。

【０１３８】次いで、一様に帯電された感光ドラム１の
表面が波長６８０μｍの半導体レーザーで６００ｄｐｉ
にてＰＷＭによる画像露光１２がなされ、感光ドラム１
上に静電潜像が形成される。

【０１３９】次に、上記静電潜像が現像装置２により正
規現像されトナー像として可視化される。本実施形態の
現像装置は、現像剤としてトナー粒径８．０μｍの磁性
一成分ネガトナーを用いたジャンピング現像法を採用し
ている。これは、従来の２成分現像剤ではキャリアの交
換を１０万枚ごとにサービスマンが行わねばならずメン
テナンスフリーでないためリユースの利点があまり繁栄
できない。それに対して、本実施形態では、耐久性が無
限でノーメンテナンスで済む乾式磁性一成分トナーを用
いている。現像バイアス電圧は、上流現像スリーブ２０
及び下流現像スリーブ３０共に２４００Ｈｚ、１５００
Ｖｐｐ、Ｄｕｔｙ５０％の交流バイアス電圧に＋２００
Ｖの直流バイアス電圧を重畳した現像バイアス電圧を印
加する。本実施形態では、上流現像スリーブ２０と磁気
ブレード２０Ａとの距離Ｓ−Ｂｇａｐは２５０μｍとな
っており、上流現像スリーブ２０及び下流現像スリーブ
３０と感光ドラム１との距離Ｓ−Ｄｇａｐは共に２５０
μｍとなっている。

【０１４０】その後、上記トナー像は、帯電手段たるポ
スト帯電器１０によって総電流−２００μＡが流されて
帯電された後、矢印方向に進む記録材たる転写材に転写
手段たる転写帯電器４により転写される。

【０１４１】上記トナー像の転写を受けた上記転写材
は、分離帯電器２０５によって感光ドラム１から分離さ
れた後、定着装置７に搬送され、定着装置７にて上記ト
ナー像が定着される。

【０１４２】一方、感光ドラム１上の転写残りのトナー
は、除去手段たるクリーニング装置６により感光ドラム
１上から除去されて回収され搬送パイプ８を通して廃ト
ナー（リユースートナー）として現像ホッパー９Ｂに戻
される。

【０１４３】搬送パイプ８には、スクリュー状の搬送部
材が内部に配設され、該搬送部材が回転することにより
リユーストナーが現像ホッパー９Ｂに向けて運ばれる。
こうして、図１１に示すように、搬送パイプ８の搬送部
材によって運ばれたリユーストナーは現像ホッパー９Ｂ
に入れられ再利用される。又、リユーストナーとは別に
新たなトナーが、ホッパー９Ａに入れられ、マグローラ
２４Ａ，２４Ｂにより磁力でそれぞれのトナーは引きつ
けられ、マグローラ２４Ａ，２４Ｂが回転することによ
り現像装置２内にそれぞれのトナーが運ばれる。尚、本
実施形態では、リユーストナーと新たなトナーを現像装
置内で混ぜる方法を採用したが、ホッパー内に混合する
スペースを設け、そのスペース内で混ぜても構わない。

【０１４４】現像装置２内で混ぜられたトナーは再び上
流現像スリーブ２０及び下流現像スリーブ３０に送ら
れ、感光ドラム１上の静電潜像の現像に供される。本実
施形態では、マグローラ２４Ａの通常の回転速度は２回
転／分であり、マグローラ２４Ｂの回転速度はマグロー
ラ２４Ａの回転速度に対する所定の比率で変化させる。
本実施形態では、現像装置２内に設けられたピエゾセン
サー（ＴＤＫ製）にトナーの自重がかからなくなり、該
ピエゾセンサからの信号が振動すると、マグローラ２４
Ａ，２４Ｂを回転させるため、トナー供給信号が発せら
れる。通常はマグローラ２４Ｂはマグローラ２４Ａの回
転速度に対して１０／９０（マグローラ２４Ａの回転速
度：マグローラ２４Ｂの回転速度＝９：１）の比率の回
転速度にて回転するようになっている。

【０１４５】本実施形態では、距離ｄ＝８００μｍであ
る。又、上流現像スリーブ２０のマグネット２０Ｂ内に
配置されるＮ２（磁極Ａ）の磁力は８０ｍＴであり、下
流現像スリーブ３０のマグネット３０Ｂ内に配置される
Ｓ１（磁極Ｂ）の磁力は７５ｍＴである。更に、磁極Ａ
と、マグネット３０Ｂ内の感光ドラム１との近接部若し
くはその近傍部に配置されるＮ１（磁極Ｃ）とは同極性
であり、磁極Ｂは磁極Ａ及び磁極Ｃと異極性である。

【０１４６】又、磁極Ａ及び磁極Ｂは、上流現像スリー
ブ２０の回転中心と下流現像スリーブ３０の回転中心と
を結ぶ線に対して現像装置２内部側（感光ドラム１の遠
方側）に位置している。更に、図３（ａ）に示す角度θ
が１０°である。

【０１４７】そして、本実施形態では、磁極Ａの磁力
［ｍＴ］と磁極Ｂの磁力［ｍＴ］と、距離ｄ［μｍ］と
の関係が、０．５≧（８０＋７５）／８００≧０．２を満たすため、下流現像スリーブ３０上のトナーコート
性の安定化が図られている。

【０１４８】よって、本実施形態によれば、磁性一成分
トナーを用いたメンテナンスフリーなトナーリユース小
型現像装置において、下流現像剤担持体上の現像剤の均
一で安定したコーティングを実現し、高画質で安定した
濃度を維持しつつトナー消費量の少ない現像装置を提供
すること、及び高速機において省スペース化したコンパ
クトな現像装置にすることで分散型の小型のプリントオ
ンデマンドに適した高速機を提供することができる。

【０１４９】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
一の発明によれば、第一磁極、第二磁極、第三磁極の配
置位置及び磁力と、上流現像材担持体と下流現像剤担持
体との間の距離との適正化が図られているので、複数の
現像担持体を備え一成分系の現像剤を採用する現像装置
において、隣り合う二つの現像剤担持体のうち潜像担持
体の回転方向における下流側の下流現像剤担持体上に磁
性一成分系の現像剤を均一に安定してコートすることが
できる。

【０１５０】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
第一磁極、第二磁極、第三磁極の配置位置及び磁力と、
上流現像材担持体と下流現像剤担持体との間の距離との
適正化が図られているので、複数の現像担持体を備え一
成分系の現像剤を採用する現像装置において、隣り合う
二つの現像剤担持体のうち潜像担持体の回転方向におけ
る下流側の下流現像剤担持体上に磁性一成分系の現像剤
を均一に安定してコートすることができる。

【０１５１】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、第一磁極、第二磁極、第三磁極の配置位置及び磁力
と、上流現像材担持体と下流現像剤担持体との間の距離
との適正化が図られているので、複数の現像担持体を備
え一成分系の現像剤を採用する現像装置において、隣り
合う二つの現像剤担持体のうち潜像担持体の回転方向に
おける下流側の下流現像剤担持体上に磁性一成分系の現
像剤を均一に安定してコートすることができる。

【０１５２】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
第一磁極、第二磁極、第三磁極の配置位置及び磁力と、
上流現像材担持体と下流現像剤担持体との間の距離との
適正化が図られているので、複数の現像担持体を備え一
成分系の現像剤を採用する現像装置において、隣り合う
二つの現像剤担持体のうち潜像担持体の回転方向におけ
る下流側の下流現像剤担持体上に磁性一成分系の現像剤
を均一に安定してコートすることができる。

【０１５３】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、第一磁極、第二磁極、第三磁極の配置位置及び磁力
と、上流現像材担持体と下流現像剤担持体との間の距離
との適正化が図られていると共に、現像剤担持体の表面
の保護が図られているので、複数の現像担持体を備え一
成分系の現像剤を採用する現像装置において、隣り合う
二つの現像剤担持体のうち潜像担持体の回転方向におけ
る下流側の下流現像剤担持体上に磁性一成分系の現像剤
を均一に安定してコートすることができる。

【０１５４】又、本出願にかかる第六の発明によれば、
第一磁極、第二磁極、第三磁極の配置位置及び磁力と、
上流現像材担持体と下流現像剤担持体との間の距離との
適正化が図られているので、複数の現像担持体を備え一
成分系の現像剤を採用する現像装置において、隣り合う
二つの現像剤担持体のうち潜像担持体の回転方向におけ
る下流側の下流現像剤担持体上に磁性一成分系の現像剤
を均一に安定してコートすることができる。

【０１５５】更に、本出願にかかる第七の発明によれ
ば、第一磁極、第二磁極、第三磁極の配置位置及び磁力
と、上流現像材担持体と下流現像剤担持体との間の距離
との適正化が図られているので、複数の現像担持体を備
え一成分系の現像剤を採用する現像装置において、隣り
合う二つの現像剤担持体のうち潜像担持体の回転方向に
おける下流側の下流現像剤担持体上に磁性一成分系の現
像剤を均一に安定してコートすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の画像形成装置に備えられた現像装置の概
略構成を示す模式的断面図である。

【図３】図２の現像装置の現像剤担持体の内部に設けら
れた磁性部材の磁極配置を説明するための図である。

【図４】（ａ）は、一成分系の現像剤を用いる場合の現
像剤担持体上の現像剤の動きを説明するための図であ
り、（ｂ）は、二成分系の現像剤を用いる場合の現像剤
担持体上の現像剤の動きを説明するための図である。

【図５】現像剤担持体の磁性部材の磁極の位置、極性と
下流現像剤担持体上の現像剤コート性との関係を説明す
るための図である。

【図６】図２の現像装置に備えられた現像剤担持体のコ
ーティング部材を説明するための図である。

【図７】本発明の第一の実施形態における現像剤担持体
に印加されるバイアス電圧の交流成分の波形を説明する
ための図である。

【図８】本発明の第一の実施形態における現像剤担持体
の磁性部材の配置と該現像剤担持体の軸線方向の端部に
おけるシールとを説明するための図である。

【図９】本発明の第一の実施形態における画像処理を説
明するための図である。

【図１０】本発明の第二の実施形態における現像装置の
現像剤担持体の内部に設けられた磁性部材の磁極配置を
説明するための図である。

【図１１】本発明の第三の実施形態にかかる画像形成装
置の概略構成を示す模式的断面図である。

【図１２】従来の画像形成装置の概略構成を示す模式的
断面図である。

【図１３】図１２の画像形成装置に備えられた現像装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図１４】図１３の現像装置の現像剤担持体の内部に設
けられた磁性部材の磁極配置を説明するための図であ
る。

【符号の説明】１感光ドラム（潜像担持体）２現像装置４転写帯電器（転写手段）６クリーニング装置（クリーニング手段）２０Ｂ，３０Ｂマグネット（磁性部材）２０上流現像スリーブ（現像剤担持体，上流現像剤担
持体）３０下流現像スリーブ（現像剤担持体，下流現像剤担
持体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H031 AC10 AC11 AC14 AC19 AC30 AC31 AC36 AD09 BA03 BA04 BC01 CA11 2H077 AA37 AC12 AC16 AD02 AD06 AD13 AD24 AD36 CA15 DB01 EA03 EA13 EA21 FA03 FA13 GA13 GA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面で潜像を担持し回転する潜像担持体
に磁性一成分系の現像剤を付与することにより上記潜像
を現像剤像として可視化する現像装置であって、上記潜
像担持体に近接対向して配設され表面で現像剤を担持し
回転する複数の現像剤担持体を備え、複数の現像剤担持
体は、互いに同方向に回転し、隣り合う二つの現像剤担
持体のうち上記潜像担持体の回転方向における上流側の
上流現像剤担持体が下流側の下流現像剤担持体上の現像
剤量を所定量に規制する程度に上記下流現像剤担持体に
近接して配設されている現像装置において、各現像剤担
持体は、それぞれ内部に磁性部材を有し、各磁性部材
は、上流現像剤担持体の下流現像剤担持体との近接部若
しくはその近傍部に配置される第一磁極と、上記下流現
像剤担持体の上記上流現像剤担持体との近接部若しくは
その近傍部に配置される第二磁極と、上記下流現像剤担
持体の潜像担持体との近接部若しくはその近傍部に配置
される第三磁極とを有し、上記第一磁極と上記第三磁極
が同極性であり、上記第二磁極が上記第一磁極及び上記
第三磁極と異極性であり、上記第一磁極、上記第二磁極
は、上記上流現像剤担持体の回転中心と上記下流現像剤
担持体の回転中心とを結ぶ線に対してその線近傍ないし
は上記潜像担持体の遠方側に位置し、上記上流現像剤担
持体の回転中心と上記下流現像剤担持体の回転中心とを
結ぶ線と、上記上流現像剤担持体、上記下流現像剤担持
体の回転中心からそれぞれ上記第一磁極、上記第二磁極
の配置位置に延びる線とのなす角度が−５°以上２０°
以下であり、上記第一磁極の磁力をＡ［ｍＴ］とし、上
記第二磁極の磁力をＢ［ｍＴ］とし、上記上流現像剤担
持体と上記下流現像剤担持体と間の距離をｄ［μｍ］と
したとき、０．５≧（Ａ＋Ｂ）／ｄ≧０．２の関係を満
たすことを特徴とする現像装置。
【請求項２】第一磁極、第二磁極は、上流現像剤担持
体の回転中心と下流現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線
に対してその線近傍ないしは潜像担持体の遠方側に位置
し、上記上流現像剤担持体の回転中心と上記下流現像剤
担持体の回転中心とを結ぶ線と、上記上流現像剤担持
体、上記下流現像剤担持体の回転中心からそれぞれ上記
第一磁極、上記第二磁極の配置位置に延びる線とのなす
角度が−０°以上２０°以下であることとする請求項１
に記載の現像装置。
【請求項３】上流現像剤担持体と下流現像剤担持体と
の間の距離ｄが２００μｍ以上であることとする請求項
１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】各現像剤担持体は、現像時に交流成分及
び直流成分からなるバイアス電圧が印加されるよう構成
されていることとする請求項１乃至請求項３のいずれか
一項に記載の現像装置。
【請求項５】各現像剤担持体は、表面が結晶性グラフ
ァイト、フェノール樹脂を有するコーティング部材で被
覆されて構成されていることとする請求項１乃至請求項
４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】一連の画像形成プロセスによって形成さ
れた画像を記録材に記録する画像形成装置であって、潜
像担持体と、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記
載の現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項７】潜像担持体上の現像剤像を記録材に転写
する転写手段と、該転写手段による上記現像剤像の上記
記録材への転写後の上記潜像担持体上に残留した現像剤
を除去するクリーニング手段とを備え、現像装置は、該
クリーニング手段によって上記潜像担持体上から除去さ
れた現像剤を回収し再利用可能とするよう構成されてい
ることとする請求項６に記載の画像形成装置。