JP2003005529A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体の小型扁平化を実現するために現像
ロールの小径化や層厚規制ロールの設置条件の制約を受
けることがある場合であっても、層厚規制ロールによる
現像ロール上における二成分現像剤の層厚規制を、その
層厚規制ロールの部品精度やその取付け精度などを格別
に高めることなく良好に行うことができる二成分現像装
置を主に提供する。 【解決手段】 層厚規制ロール３０を、現像ロール２０
のマグネットロール２２における層厚規制用磁極Ｎ２の
磁束密度のピーク位置Ｐとほぼ一致するように配置し、
また、層厚規制ロール３０の外径Ｄとその層厚規制用磁
極Ｎ２の現像ロール表面における磁極幅ＷとをＤ≦Ｗと
いう条件を満たすように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーとキャリア
からなる二成分現像剤により静電潜像を現像する二成分
現像装置に係り、特に、その装置全体の小型扁平化とい
う要請に適応し得る現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の二成分現像装置は、一般に、そ
のハウジングに収容されている二成分現像剤を回転する
現像ロール上に担持させた後、その現像ロール上に担持
された二成分現像剤の層厚を層厚規制部材により一定に
規制してから、静電潜像が形成される感光体等の像担持
体と対向する現像領域まで搬送し、その像担持体の静電
潜像部分に二成分現像剤のトナーを静電的に付着させる
ことにより現像を行うようになっている。

【０００３】ここで、現像ロールとしては、二成分現像
剤がトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤であれ
ば、複数の磁極を適宜配置したマグネット部材がロール
内部に位置固定された円筒状の回転部材（スリーブ）か
らなるものが使用されている。これにより、その二成分
現像剤は、マグネット部材からの磁力により現像ロール
に保持される。また、層厚規制部材としては、ブレード
（板）状のものかあるいはロール状のものが主に使用さ
れ、現像ロールと一定の間隔をあけて対向配置されてい
る。これにより、現像ロールに担持された二成分現像剤
が層厚規制部材と現像ロールの間の通過を規制されて層
厚が一定にされる。

【０００４】ところで、近年、このような二成分現像装
置を使用するプリンタ、複写機等に代表される画像形成
装置の小型化の要請に伴い、その現像装置自体も小型化
が要請されるようになっている。

【０００５】そして、この現像装置の小型化の要請に応
えるため、その装置全体をより扁平化した形状にするこ
とが求められるようになり、その小型扁平化の一環とし
て現像ロールの小径化やその現像ロールの周囲に配置さ
れる層厚規制部材の設置スペースの省スペース化が必要
とされてきている。

【０００６】このうち層厚規制部材の省スペース化に対
しては、ブレード状の層厚規制部材ではなくロール状の
層厚規制部材を使用することが有利である。また、現像
装置全体の扁平化に対しては、層厚規制部材を現像ロー
ルの上位位置から少しでも低いロール周辺位置に配置す
ることが有利となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに比較的小径の現像ロールを適用するとともに、その
小径の現像ロールの比較的低位となる周辺部位にロール
状の層厚規制部材を配置することにより、小型扁平化し
た二成分現像装置を実現させるとする場合には、次のよ
うな課題がある。

【０００８】まず、小径の現像ロールに担持される二成
分現像剤の層厚は、ロール状の層厚規制部材の現像ロー
ルとの間隙（ギャップ）の精度に左右されやすくなる。
この場合、その層厚規制部材の現像ロールとの間隙の精
度を高めようとすると、層厚規制部材の部品精度やその
取付け精度などを高める必要があり、これでは現像装置
の小型扁平化に相反してコストの増加を招いてしまうこ
とになり不利である。

【０００９】また、小径の現像ロールに担持される二成
分現像剤の層厚は、その現像ロールの内部に位置固定さ
れるマグネット部材におけるの各磁極のうちで層厚規制
部材と対向する位置に配置される層厚規制用磁極と層厚
規制部材との相対的な位置関係にも左右されやすくな
る。つまり、現像ロールの小径化に伴いマグネット部材
の各磁極の間隔が狭くなり、このため上記層厚規制用磁
極の作用する領域幅も狭くなり、層厚規制部材の層厚規
制用磁極に対する相対的な設置位置の変動により、層厚
規制部材の性能も変動して現像ロール上に担持される二
成分現像剤の厚さも変動する可能性があるのである。こ
の場合も、層厚規制用磁極に対する相対的な設置位置の
精度を高めようとすると、層厚規制部材の取付け精度な
どを高める必要があり、これでは現像装置の小型扁平化
に相反してコストの増加を招いてしまうことになり不利
である。

【００１０】さらに、上記したように現像装置全体を小
型扁平化した場合には、ロール状の層厚規制部材の背面
部（現像ロールの回転方向の上流側となる領域）のスペ
ースが狭くなることから、その背面部における現像剤の
流れ（移動）が停滞しやすくなる。このような影響によ
り、ベタ状の高面積画像を連続して形成した場合には、
濃度むらが発生しやすくなる。また、そのような影響に
より、層厚規制部材と現像ロールの間隙に異物（例えば
製造工程等において混入する可能性のあるもので、ファ
イバー、樹脂の小片、トナーの塊など）が詰まり、その
詰まった部位に対応する画像部分に白抜け現象が発生し
やくすくなる。

【００１１】ちなみに、上述した各課題を解消するた
め、ロール状の層厚規制部材として非磁性のものと磁性
のものを使い分けてみたところ、後述する参考の比較デ
ータで示すように、非磁性のロール状層厚規制部材を用
いた方が、その改善効果が得られて有利であることが判
明した。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、上述したよう
な層厚規制部材として非磁性の層厚規制ロールを用いた
現像装置において、その装置全体の小型扁平化を実現す
るために現像ロールの小径化や層厚規制ロールの設置条
件の制約を受けることがある場合であっても、層厚規制
ロールによる現像ロール上における二成分現像剤の層厚
規制を、その層厚規制ロールの部品精度やその取付け精
度などを格別に高めることなく良好に行うことができる
二成分現像装置を提供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、上記目的を達
成することに加えて、ベタ状の高面積画像の連続形成時
における濃度むらの発生や、層厚規制ロールと現像ロー
ルとの間隙への異物詰まりによる白抜け現象の発生を抑
制することができる二成分現像装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、複
数の磁極を配置したマグネット部材がロール内部に位置
固定され、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤
をロール表面に担持して回転する現像ロールと、この現
像ロールと一定の間隔をあけて対向配置され、そのロー
ル表面に担持される二成分現像剤の層厚を規制する非磁
性の層厚規制ロールとを備えた二成分現像装置におい
て、前記層厚規制ロールを、その層厚規制ロールの中心
と前記現像ロールの中心を結ぶ直線がその層厚規制ロー
ルと対向する位置に配置される前記マグネット部材にお
ける層厚規制用磁極の磁束密度のピーク位置とほぼ一致
するように配置し、かつ、その層厚規制ロールの外径Ｄ
とその層厚規制用磁極の現像ロール表面における磁極幅
ＷとをＤ≦Ｗという条件を満たすように設定しているこ
とを特徴とするものである。

【００１５】この現像装置によれば、層厚規制ロールの
配置の条件と、その層厚規制ロールの外径Ｄとその層厚
規制用磁極の磁極幅Ｗとの間の条件とを特定したことに
より、現像ロール上における二成分現像剤の層厚の、層
厚規制ロールの現像ロールとの間隙精度や層厚規制ロー
ルの層厚規制用磁極との相対的な位置関係精度に対する
依存性が低くなる。これにより、層厚規制ロールの現像
ロールに対する間隙（規制用の間隔）設定時の許容範囲
（公差）をある程度確保することが可能となる。この結
果、現像装置全体の小型扁平化を実現するために現像ロ
ールの小径化や層厚規制ロールの設置条件の制約を受け
ることがあっても、層厚規制ロールによる二成分現像剤
の層厚規制を、その層厚規制ロールの部品精度やその取
付け精度などを高めることなく良好に行うことができる
ようになる。

【００１６】また、この現像装置においては、マグネッ
ト部材における磁極のうちで、前記層厚規制用磁極に対
して現像ロールの回転方向の上流側及び下流側に隣接し
て配置される上流側磁極及び下流側磁極の各磁束密度及
び磁極幅がほぼ等しくなるように設定するとよい。

【００１７】この場合には、層厚規制ロールに対して、
換言すれば層厚規制用磁極の磁束密度のピーク位置に対
して現像ロール回転方向の上流側および下流側における
当該磁極による磁力の分布をほぼ対称的な状態にするこ
とができる。これにより、層厚規制ロールと層厚規制用
磁極との相対的な位置関係のずれに対する許容範囲を広
げることが可能となる。

【００１８】さらに、このような現像装置においては、
前記マグネット部材における磁極のうちで、前記層厚規
制用磁極に対して現像ロールの回転方向の上流側に隣接
して配置される上流側磁極の磁極幅を、その層厚規制用
磁極の磁極幅よりも狭くするとよい。その上流側磁極の
磁極幅を狭くする度合いは、例えば、層厚規制用磁極の
磁極幅に対して０．３〜０．８５倍程度とすることが好
ましい。

【００１９】この場合には、層厚規制ロールに対して現
像ロール回転方向の上流側における二成分現像剤の還流
が激しく発生するようになる。これにより、二成分現像
剤の攪拌が良好に行われるようになり、現像ロール上に
担持される二成分現像剤の新旧の入替え（現像ロールに
担持されていた古い現像剤と現像ロールに初めて担持さ
れる新たな現像剤との置換）がなされる。この結果、ベ
タ状の高面積画像の連続形成を行うことがあっても濃度
むらの発生が抑制される。

【００２０】また、以上のような各現像装置において
は、層厚規制ロールを、その層厚規制ロールの中心と前
記現像ロールの中心を結ぶ直線が前記層厚規制用磁極の
磁束密度のピーク位置から現像ロールの回転方向の上流
側にずらした位置に配置するとよい。その上流側にずら
す度合いは、例えば、現像ロールの中心角度で表現した
場合、１５°以下の範囲内で適宜設定することが好まし
い。

【００２１】この場合にも、層厚規制ロールに対して現
像ロール回転方向の上流側における二成分現像剤の還流
が激しく発生するようになる。これにより、二成分現像
剤の攪拌が良好に行われるようになり、現像ロール上に
担持される二成分現像剤の新旧の入替えがなされる。こ
の結果、ベタ状の高面積画像の連続形成を行うことがあ
っても濃度むらの発生が抑制される。

【００２２】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１および図２
は、本発明の実施の形態１に係る現像装置を示すもの
で、図１はその斜視図、図２は図１のＱ−Ｑ線に沿う要
部断面図ある。

【００２３】この現像装置１は二成分現像装置であり、
基本的に、筐体としてのハウジング１０と、現像剤担持
体としての現像ロール２０と、層規制部材としての層規
制ロール３０と、現像剤攪拌搬送部材としての２本のオ
ーガー４０、４５と、現像剤供給部材としてのパドルホ
イール５０とでその主要部が構成されている。図中にお
いて、符号１００は画像情報に応じた静電潜像が形成さ
れる像担持体としての感光ドラム、２は非磁性トナー及
び磁性キャリアからなる二成分現像剤、Ｅは感光ドラム
３上の現像領域であり、また、矢印は回転する部品の回
転方向を示している。

【００２４】ハウジング１０は、その全体が板状に薄く
扁平した細長い箱形状からなるものであって、そのうち
感光ドラム１００と対向する端部となる部位に現像ロー
ル２０が一部露出するように配設される開口部１２が形
成されるとともに、その開口部１２とは反対側の端部に
かけての部位に二成分現像剤２を収容する現像剤収容部
１３が形成された構造になっている。上記現像剤収容部
１３は、両端部で連通しかつ中央部で仕切り壁１３ａに
て仕切られた平行する２列の現像剤循環搬送路が形成さ
れたものである。このハウジング１０としては、上下方
向に２分割した下部ハウジング１５と上部ハウジング１
６とを接合して組み立てる構造のものであって、その厚
さ（上下方向の全高）が３０ｍｍ程度のものを使用して
いる。

【００２５】図中において符号２６（ａ〜ｅ）は下部ハ
ウジング１５の後方接合面部に形成された複数の係止突
起、３６（ａ〜ｅ）は上部ハウジング１６の後方接合面
部に形成され、下部ハウジング４０における複数の係止
突起２６（ａ〜ｅ）が組み立て接合時に差し込まれる複
数の係止孔である。また、符号２９は突条のリブ、３９
はハウジング接合部用の弾性シール部材である。さら
に、符号３４は現像剤補給装置（図示省略）と接続され
て現像剤（トナー）がハウジング１０の現像剤収容凹部
１３内に補給される補給口が形成された現像剤補給部で
ある。

【００２６】現像ロール２０は、ハウジング１０の開口
部１２付近に回転駆動可能に配設される中空の円筒形状
からなる非磁性のスリーブ２１と、このスリーブ２１の
中空内に複数の磁極を所定の角度に配置したマグネット
ロール２２が位置を固定された状態で配設されたもので
ある。この現像ロール２０としては、その外径（スリー
ブ２１の外径）が１２ｍｍφ程度の小径のものを使用し
ている。また、マグネットロール２２は、そのロール軸
に対し、図３に示すようなＳ極又はＮ極の各磁束分布と
なる７つの磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｎ１，Ｎ２，
Ｎ３が適宜配置されている。このうち、磁極Ｓ１は現像
主極、磁極Ｓ３，Ｓ４は現像剤剥離用反発極である。一
方、磁極Ｎ２は層厚規制用磁極である。図中の符号２０
ｃは現像ロール２０（スリーブ２１）の回転軸である。

【００２７】層厚規制ロール３０は、非磁性のロール形
態からなるものであり、現像ロール２０（スリーブ２
１）の表面に対して、その表面に担持される二成分現像
剤２の層厚を所定の厚さに規制するための間隙を保持し
て対向配設されている。この層厚規制ロール３０は、直
径が５ｍｍの中実のステンレスロールを使用し、現像ロ
ール２０に対して例えば２５０μｍの間隔をあけて配置
している。また、この層厚規制ロール３０は、その両端
部を下部ハウジング１５の側壁面における現像ロール２
０の近傍となる部位に形成された取付け誘導溝２７に落
とし込み、ハウジング１０の組み立て時に上部ハウジン
グ１６の一部１６ａにより上方から押し込まれることに
より、最終的に当該取付け誘導溝２７に圧入された状態
となって正式に固定されるようになっている。

【００２８】さらに、この層厚規制ロール３０は、後述
するように現像ロール２０のマグネットロール２２の層
厚規制用磁極Ｎ２に対して所定の条件および位置関係を
満たすように配置している。また、この層厚規制ロール
３０の設置位置に関連して、マグネットロール２２の層
厚規制用磁極Ｎ２に隣接する磁極Ｓ２，Ｓ３について
も、後述するように所定の条件を満たすように設定して
いる。

【００２９】オーガー４０、４５は、回転軸部４０ａ，
４５ａに二成分現像剤２を攪拌搬送するための羽根部４
０ｂ，４５ｂを螺旋状に所定のピッチで巻きつけた状態
に形成した回転部材であり、ハウジング１０の現像剤収
容部１３における前記した２列の現像剤循環搬送路内で
それぞれ回転駆動するように配設されている。このオー
ガー４０、４５としては、その外径が１３ｍｍ程度のも
のを使用している。パドルホイール５０は、その回転軸
部５１に４枚の羽根部５２を軸回転方向の下流側に平行
移動させた状態（オフセットさせた状態）で形成した羽
根車状の回転部材であり、現像ロール２０とオーガー４
０の間となる位置で回転駆動するように配設されてい
る。

【００３０】そして、この現像装置１は、その小型扁平
化を実現するため、ハウジング１０が前述したとおり扁
平した板状の形態からなるものであり、これに伴って現
像ロール２０、オーガー４０、４５及びパドルホイール
５０が互いに高低差の少ない状態で水平方向にほぼ直線
状に並んだ状態で配設されている。また、現像ロール２
０、オーガー４０、４５及びパドルホイール５０は、図
示していないが、回転駆動源（電動モータ及び回転伝達
機構）からの回転動力が複数の回転伝達ギア列を介して
現像ロール２０、オーガー４０、４５及びパドルホイー
ル５０の順で伝えられ、図２中の矢印で示す方向に所定
の回転速度でそれぞれ回転駆動するようになっている。

【００３１】また、この現像装置１は、その全体（ハウ
ジング１０）が水平状態に維持された姿勢であって、し
かも、その現像ロール２０が各感光ドラム２と所定の間
隙をあけて対向する状態となるように支持フレーム（図
示省略）に取り付けられて使用される。また、現像ロー
ル２０（スリーブ２１）には、図示されていない電源装
置から直流電流に交流電流を重畳させた現像バイアス電
圧が印加されるように構成されている。さらに、現像剤
収容部１３には、予め、二成分現像剤２が所定量だけ収
容されており、また、その現像動作によってトナーが消
費されて少なくなる時期を検知して少なくともトナーが
現像剤補給装置から前記現像剤補給部３４を介して適宜
補給されるようになっている。

【００３２】以下、この現像装置１の基本的な動作につ
いて説明する。

【００３３】初めに、この現像装置１においては、図２
に示すように、現像ロール２０、オーガー４０、４５及
びパドルホイール５０が回転し始めるとともに、現像ロ
ール２０に現像バイアス電圧が印加される。これによ
り、まず、ハウジング１０の現像剤収容部１３に収容さ
れている二成分現像剤２が回転するオーガー４０、４５
によって攪拌されながら現像剤収容部１３の前記した循
環経路内を循環搬送される。この際、二成分現像剤２に
おけるトナーがキャリアと十分に攪拌されて摩擦帯電さ
れる。また、オーガー４０によって攪拌されながら搬送
される二成分現像剤２の一部は、パドルホイール５０側
に搬送供給される。

【００３４】続いて、そのパドルホイール５０側に搬送
された二成分現像剤２は、矢印方向に回転するパドルホ
イール５０の羽根部５２の搬送力により現像ロール２０
側に搬送される。このようにして現像ロール２０に供給
された二成分現像剤２は、現像ロール２０のマグネット
ロール２２における磁極Ｓ３等の磁力により、矢印方向
に回転するスリーブ２１の表面に、トナーが付着した磁
性キャリアが多数鎖状に繋がった穂立ち状の磁気ブラシ
を形成した状態で担持される。次いで、そのスリーブ２
１に担持された二成分現像剤２は、そのスリーブの回転
に伴って搬送される途中で層厚規制ロール３０との間に
形成される一定の間隙を通過する際にその通過状態を規
制され、ほぼ一定の層厚にされる。

【００３５】そして、このように層厚規制ロール３０に
て層厚が規制された二成分現像剤２は、その後、現像ロ
ール２０のスリーブ２１の回転に伴って感光ドラム３と
対向する現像領域Ｅに搬送される。この現像ロール２０
によって現像領域Ｅに搬送された二成分現像剤２は、そ
の磁気ブラシの先端部を感光ドラム３の表面に接触させ
た状態で通過し、その通過時に、現像ロール２０に印加
される現像バイアス電圧により現像ロール２０と感光ド
ラム３の間に形成される現像電界により、そのトナーの
みが感光ドラム３上の静電潜像に静電的に付着する。こ
れにより、現像装置１による静電潜像の現像が実行され
る。

【００３６】続いて、この現像領域Ｅを通過した後の現
像ロール２０上の二成分現像剤２はその一部が、パドル
ホイール５０に至る手前側のハウジング１０内におい
て、現像ロール２０のマグネットロール２２における前
記した剥離用反発極Ｓ４，Ｓ３の反発磁力により剥離さ
れる。この剥離された二成分現像剤２は、矢印方向に回
転するパドルホイール５０の羽根部５６の搬送力によっ
てオーガー４０側にむけて搬送され、これによりハウジ
ング１０の現像剤収容部１３内で再び攪拌される。一
方、二成分現像剤が剥離された後の現像ロール２０に
は、現像剤収容部１３で攪拌された二成分現像剤２が、
パドルホイール５０によって改めて補充されるように搬
送供給される。

【００３７】このようにして現像装置１では、オーガー
４０、４５で攪拌されてパドルホイール５０により搬送
される二成分現像剤２が現像領域Ｅを通過した後のもの
と交換されて現像ロール２０に改めて担持される。これ
により、現像領域Ｅを通過した後の現像ロール２０上に
おける二成分現像剤２が、現像剤収容部１３で攪拌され
た新たな二成分現像剤２と確実かつ良好に交換され、現
像領域Ｅに供給されるようになっている。

【００３８】以下、この小型扁平化を実現する現像装置
１における層厚規制ロール３０の配置条件等に関して行
った各試験について説明する。

【００３９】［試験１］試験１は、図４に示すように、
層厚規制ロール３０を、そのロール３０の中心３０ａと
現像ロール２０（マグネットロール２２）の中心２０ａ
を結ぶ直線Ｌがその層厚規制ロール３０と対向する位置
に配置されるマグネットロール２２における層厚規制用
磁極Ｎ２の磁束密度のピーク位置Ｐとほぼ一致するよう
に配置したうえで、その層厚規制ロール３０の外径（直
径）Ｄと層厚規制用磁極Ｎ２の磁極幅Ｗとを種々変更し
た場合、層厚規制ロール３０の現像ロール２０との間隙
（ギャップ）Ｓの設定時に許容できる公差について調べ
たものである。磁極幅は、各磁極の幅をスリーブ２１上
に投影したときの相当幅である。

【００４０】この試験１では、二成分現像剤２として、
平均粒径７．５μｍの非磁性トナーと、平均粒径４５μ
ｍの磁性キャリア（フェライトの粒子表面に樹脂をコー
ティングした比重４．５ｇ／ｃｍ³の樹脂コートキャリ
ア。磁化２２５ｋＡ／ｍ（１０⁶／４π［Ａ／ｍ］の磁
場中での値））からなるものを使用した。現像ロール２
０としては、外径１２ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのスリーブ
２１と、直径５ｍｍの中心軸に前記した７つの磁極Ｓ１
〜Ｓ４、Ｎ１〜Ｎ３（マグネット厚み約２．５ｍｍ）を
配置した外径１０ｍｍのマグネットロール２２とからな
るものを使用した。また、マネグネットロール２２とし
ては、その層厚規制磁極Ｎ２の中心角度及び磁束密度に
ついて表１に示す種類のものに変更したものを使用し
た。さらに、このマグネットロール２２における層厚規
制磁極Ｎ２の現像ロール回転方向の上流側及び下流側に
隣接する上流側磁極Ｓ３及び下流側磁極Ｓ２は、その中
心角度がともに４０°のものを使用した。

【００４１】そして、この試験１では、ギャップ設定公
差について、層厚規制ロール３０の現像ロール２０との
本来要求される真の間隙Ｓの値に対して許容できるずれ
量を調べることにより求めた。この許容できるずれ量
は、層厚規制ロール３０で規制される層厚の上限値及び
下限値を基準にして測定した。上限値は、例えば、その
ときの層厚で現像をした場合に、感光体ドラム３へのキ
ャリア付着や、線画像の太りによる解像性の低下が発生
しないことを条件として決定される。また、下限値は、
例えば、そのときの層厚で現像を行った場合において、
細線のかすれや画像の荒れ（磁気ブラシ跡）が発生しな
いことを条件として決定される。

【００４２】試験１で得られた各ギャップ設定公差の結
果を表１に示す。また、この各各ギャップ設定公差につ
いて以下の基準で評価した。 ○：設定公差が±０．０７ｍｍ以上（部品の精度を高め
る必要がない）。 ×：設定公差が±０．０７ｍｍ未満（部品の精度を高め
る必要が生じる）。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１に示す結果から明らかなように、層厚
規制ロール３０の外径Ｄと層厚規制磁極Ｎの磁極幅Ｗと
の関係が「Ｄ≦Ｗ」である場合には、層厚規制ロール３
０の現像ロール２０との間隙Ｓの設定時に許容できる公
差（ギャップ設定公差）を十分に確保することができ
る。そして、そのような関係を満たすように層厚規制ロ
ール３０の外径Ｄと層厚規制磁極Ｎの磁極幅Ｗとを設定
すれば、現像ロール２０上の二成分現像剤２の層厚は、
層厚規制ロール３０の間隙Ｓが±０．０７ｍｍ以上ずれ
るようなことがあっても、変動しにくくなる。この結
果、層厚規制ロール３０の設置が、その部品精度やその
取付け精度を高めることなく、比較的簡易に行えるよう
になる。

【００４５】［試験２］試験２は、参考までに、層厚規
制部材の種類を変更した場合における各種影響について
調べたものである。層厚規制部材としては、本発明にお
ける非磁性のステンレスロール（Ｄ＝５ｍｍ）の他に、
磁性のステンレスロール（Ｄ＝５ｍｍ）と非磁性の板金
（厚さ１．５ｍｍ）を使用した。そして、試験２は、こ
の３種の層厚規制部材を用いて、試験１の場合と同様の
ギャップ設定公差の測定及びその評価を行うことに加
え、濃度むら及びファイバー詰まりの発生状況について
調べた。

【００４６】この試験２では、上記３つの層厚規制部材
をいずれも、試験１の場合と同様の（層厚規制磁極Ｎ２
に対する）位置関係で設置した（図４）。なお、層厚規
制板金については、その現像ロールの回転方向上流側の
面が層厚規制磁極Ｎ２の磁束密度のピーク位置と一致す
るように設置した。

【００４７】濃度むらは、ベタ画像を連続して形成（現
像）したときに、そのベタ画像中においてオーガー４０
（４５）の羽根４０ｂ（４５ｂ）のピッチに相応した濃
度のむらが発生しているか否かについて調べ、その結果
を以下の基準で評価した。 ○：むら発生せず。 △：若干むらが発生しているが実用上問題なし。 ×：明らかにむらが発生して実用上問題あり。

【００４８】ファイバー詰まりは、層厚規制部材への異
物の詰まりやすさの評価指標とするために行うものであ
り、現像装置内の二成分現像剤２の中に太さ０．２ｍ
ｍ、長さ２ｍｍのファイバーを一定の量だけ混入して現
像動作を行ったときに、そのファイバーが層厚規制部材
で詰まったか否かについて調べ、その結果を以下の基準
で評価した。 ○：詰まり発生せず。 △：詰まり発生するが直ぐに解消される。 ×：詰まり発生して解消されない。

【００４９】以上の３項目の評価について、以下の基準
で総合評価した。これらの結果を表２に併せて示す。 ○：詰まり発生せず。 △：詰まり発生するが直ぐに解消される。 ×：詰まり発生して解消されない。

【００５０】

【表２】

【００５１】表２に示す結果から明らかなように、非磁
性の層厚規制ロールを使用した場合には、試験１で説明
したように層厚規制ロールの外径Ｄと層厚規制磁極の磁
極幅ＷをＤ≦Ｗという条件を満たすように設定すること
により十分に広いギャップ設定公差を確保できるように
なり、また、濃度むらやファイバー詰まりの発生も抑制
されるようになる。なお、この非磁性の層厚規制ロール
について、その外径Ｄを次第に小径として同じ試験を行
ったところ、その結果が非磁性の層厚規制板金の場合と
似た結果に近づいていくことが確認された。このことか
ら、非磁性の層圧規制ロールの本来の特性を維持するた
めには、その外径Ｄは少なくとも３ｍｍ以上とすること
が望ましい。

【００５２】一方、磁性の層厚規制ロールを使用した場
合には、その層厚規制ロールの外径Ｄと層厚規制磁極の
磁極幅ＷをＤ≦Ｗという条件を満たすように設定するか
否かに関係なく十分なギャップ設定公差を確保すること
ができず、そればかりか、濃度むらが発生しやすくな
る。これは、磁性の層厚規制ロールでは、そのロール周
面に磁気力により一定量の二成分現像剤が付着された状
態となるため、その層厚規制ロールの現像ロール回転方
向上流側では現像剤の還流が発生しにくく、一度現像に
供されてトナー濃度が低下した二成分現像剤と、オーガ
ーから新たに送られるトナー濃度が高い二成分現像剤と
が良好に攪拌されないためと推測される。

【００５３】また、非磁性の層厚規制板金を使用した場
合には、ギャップ設定公差については非磁性の層厚規制
ロールの場合とほぼ同様の結果が得られるが、濃度むら
が発生するようになり、特にファイバー詰まりが発生し
やすい。これは、板金の場合には、その現像ロールとの
隙間を通過しない余剰の現像剤が板金面で滞留するよう
になり、その還流の動きが緩慢となるため、ファイバー
が詰まりやすくなり、また、新旧の現像剤の攪拌がされ
にくくなるためであると推測される。

【００５４】［試験３］試験３は、層厚規制ロール３０
の層厚規制磁極Ｎ２に対する相対的な位置ずれに関し、
その層厚規制磁極Ｎ２に対して現像ロール回転方向の上
流側及び下流側に隣接して配置される上流磁極Ｓ３及び
下流磁極Ｓ２の影響力について調べたものである。

【００５５】この試験３では、非磁性の層厚規制ロール
（Ｄ＝５ｍｍ）３０を、試験１の場合と同様の（層厚規
制磁極Ｎ２に対する）位置関係で設置する（図４）とと
もに、ギャップ設定公差が±０．０７ｍｍ以上となる層
厚規制磁極Ｎ２と組み合わせて使用したうえで、上流磁
極Ｓ３及び下流磁極Ｓ２の磁束密度及び磁極幅Ｗ１，Ｗ
２を表３に示すように種々変更した場合、上記の位置関
係で設置すべき層厚規制ロール３０の層厚規制磁極Ｎ２
に対する相対的な位置ずれの許容できる範囲について調
べた。

【００５６】位置ずれの許容範囲については、層厚規制
ロール３０を層厚規制用磁極Ｎ２の磁束密度のピーク位
置Ｐから現像ロール回転方向の上流側及び下流側にずら
した場合、前記ギャップ設定公差±０．０７ｍｍ以上を
保持できる範囲内の最大のずれ量（中心角度）を測定し
た。その結果を表３に示す。

【００５７】

【表３】

【００５８】表３の結果から明らかように、上流磁極Ｓ
３及び下流磁極Ｓ２の磁束密度及び磁極幅Ｗ１，Ｗ２を
ほぼ等しくした場合には、それ以外の場合（磁束密度及
び磁極幅の少なくとも一方を異ならせた場合）に比べ
て、上流側及び下流側の双方に対する位置ずれ許容範囲
が広くなる。これは、層厚規制ロール３０に対して、換
言すれば層厚規制用磁極Ｎ２の磁束密度のピーク位置Ｐ
に対して現像ロール回転方向の上流側および下流側に位
置する上流磁極Ｓ３及び下流磁極Ｓ２による磁力の分布
をほぼ対称的な状態にすることができるためと考えられ
る。この結果、層厚規制ロール３０の層厚規制用磁極Ｎ
２との相対的な位置ずれに対する許容範囲が広がるた
め、層厚規制ロール３０の設置が、その部品精度やその
取付け精度を高めることなく、より一層簡易に行えるよ
うになる。

【００５９】［試験４］試験４は、濃度むらの発生の有
無に関し、層厚規制磁極Ｎ２に対して現像ロール回転方
向の上流側に隣接して配置される上流磁極Ｓ３の影響力
について調べたものである。

【００６０】この試験４では、非磁性の層厚規制ロール
（Ｄ＝５ｍｍ）３０を用いて、上流磁極Ｓ３の磁束密度
及び磁極幅Ｗ１を表４に示すように種々変更した場合、
濃度むらの発生状況について調べた。なお、この際、層
厚規制磁極Ｎ２としては表４に示す条件のものを使用
し、また、その下流磁極Ｓ２の磁束密度及び磁極幅Ｗ２
については上流磁極Ｓ３のそれと等しい条件に設定し
た。濃度むらは、ベタ画像を連続して形成（現像）した
ときに、そのベタ画像中においてオーガー４０（４５）
の羽根４０ｂ（４５ｂ）のピッチに相応した濃度のむら
が発生しているか否かについて調べ、その結果を以下の
基準で評価した。結果を表４の上段に示す。 ○：むら発生せず。 △：若干むらが発生しているが実用上問題なし。 ×：明らかにむらが発生して実用できない。

【００６１】

【表４】

【００６２】表４の上段に示す結果から明らかように、
上流磁極Ｓ３の磁極幅Ｗ１を層厚規制磁極Ｎ２の磁極幅
Ｗよりも狭くした場合には、濃度むらの発生が抑制され
る。これは、層厚規制磁極Ｎ２の上流側領域において二
成分現像剤２の還流が激しく生じるようになり、この結
果、新旧の二成分現像剤の攪拌効果が得られるようにな
るためと考えられる。

【００６３】［試験５］試験５は、濃度むらの発生の有
無に関し、層厚規制ロール３０の層厚規制磁極Ｎ２に対
する相対的な位置の影響力について調べたものである。

【００６４】この試験５では、図５に示すように、非磁
性の層厚規制ロール（Ｄ＝５ｍｍ）３０を層厚規制用磁
極Ｎ２の磁束密度のピーク位置Ｐに対して現像ロール回
転方向の上流側に所定の角度θ（この例ではθ＝５°）
ずらして設置した以外は試験４と同じ条件で濃度むらの
発生状況について調べた。また、そのときの濃度のむら
が発生しているか否かについて試験４の場合と同様に調
べ、その結果を試験４の場合と同じ基準で評価した。結
果を表４の下段に示す。

【００６５】表４の下段に示す結果から明らかように、
上流磁極Ｓ３の磁極幅Ｗ１を層厚規制磁極Ｎ２の磁極幅
Ｗよりも狭くした場合は勿論のこと、上流磁極Ｓ３の磁
極幅Ｗ１が層厚規制磁極Ｎ２の磁極幅Ｗと同じか少し広
い場合であっても、濃度むらの発生が抑制されるように
なる。これは、層厚規制ロール３０を上記ピーク位置Ｐ
から上流側にずらしたことにより、層厚規制磁極Ｎ２の
上流側領域における二成分現像剤２の還流をより活発化
させることが可能となり、この結果、新旧の二成分現像
剤の攪拌効果がより多く得られるようになるためと考え
られる。

【００６６】ちなみに、以上の各試験１〜５を行った結
果、この実施の形態に係る現像装置１においては、外径
Ｄが５ｍｍからなる非磁性の層厚規性ロール３０を、磁
極幅Ｗが５．２〜８．４ｍｍ、磁束密度が５９〜８０ｍ
Ｔからなる層厚規制磁極Ｎ２の磁束密度のピーク位置と
一致させるか又はそのピーク位置から上流側に５°ずら
した位置に設置するようにした。また、その層厚規制磁
極Ｎ２に対して上流側の磁極Ｓ３の磁束密度及び磁束幅
Ｗ１とその下流側の磁極Ｓ２の磁束密度及び磁束幅Ｗ２
とについては、互いにほぼ等しい条件に設定した。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、非磁性の層厚規制ロールの設置位置やマグネ
ット部材の所定の磁極との関係などを特定することによ
り、層厚規制ロールで規制される層厚が、その層厚規制
ロールの現像ロールとの間隙（ギャップ）の精度や層厚
規制ロールと所定の磁極（特に層厚規制磁極）との相対
的な位置関係の精度に依存する割合が低下することとな
る。

【００６８】この結果、現像装置全体の小型・扁平化を
実現するために現像ロールの小径化や層厚規制ロールの
設置条件の制約を受けることがある場合であっても、層
厚規制ロールによる現像ロール上における二成分現像剤
の層厚規制を、その層厚規制ロールの部品精度やその取
付け精度などを格別に高めることなく良好に行うことが
できる。従って、層厚規制ロールの部品精度やその取付
け精度などに対してきわめて高い精度が要求されことが
なく、その分低コストな小型の二成分現像剤を実現する
ことが可能となる。

【００６９】また、層厚規制磁極の上流側や下流側に隣
接する他の磁極の磁束密度や磁極幅などを特定すること
や、非磁性の層厚規制ロールの設置位置を上流側にずら
すことにより、層厚規制磁極の上流側の領域において二
成分現像剤の還流が生じやすくなり、新旧の二成分現像
剤の攪拌も行われやすくなる。

【００７０】この結果、現像装置全体の小型扁平化を実
現するために現像ロールの小径化や層厚規制ロールの設
置条件の制約を受けることがある場合であっても、ベタ
状の高面積画像の連続形成時における濃度むらの発生
や、層厚規制ロールへの異物詰まりによる白抜け現象の
発生を抑制することができる。これにより、信頼性の高
い小型の二成分現像剤を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１に係る現像装置を示す斜視図。

【図２】 図１のＱ−Ｑ線に沿う要部断面図。

【図３】 現像ロールのマグネットロールにおける各磁
極の磁束密度分布を示す要部説明図。

【図４】 試験１等における層厚規制ロールと層厚規制
磁極等の位置的関係などを示す説明図。

【図５】 試験５における層厚規制ロールを上流側にず
らして配置した状態を示す説明図。

【符号の説明】 １…現像装置、２…二成分現像剤、２０…現像ロール、
２２…マグネットロール（マグネット部材）、３０…非
磁性の層厚規制ロール、Ｎ２…層厚規制用磁極、Ｓ２…
下流側磁極、Ｓ３…上流側磁極、Ｐ…ピーク位置。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H031 AB02 AC02 AC08 AC19 AC20 AC36 AD01 BA05 BA09 2H077 AB02 AB14 AB18 AC03 AD06 AD12 AD14 AD16 AD18 AD22 EA03 GA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の磁極を配置したマグネット部材が
   ロール内部に位置固定され、トナーと磁性キャリアから
   なる二成分現像剤をロール表面に担持して回転する現像
   ロールと、この現像ロールと一定の間隔をあけて対向配
   置され、そのロール表面に担持される二成分現像剤の層
   厚を規制する非磁性の層厚規制ロールとを備えた二成分
   現像装置において、 前記層厚規制ロールを、その層厚規制ロールの中心と前
   記現像ロールの中心を結ぶ直線がその層厚規制ロールと
   対向する位置に配置される前記マグネット部材における
   層厚規制用磁極の磁束密度のピーク位置とほぼ一致する
   ように配置し、かつ、その層厚規制ロールの外径Ｄとそ
   の層厚規制用磁極の現像ロール表面における磁極幅Ｗと
   をＤ≦Ｗという条件を満たすように設定していることを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記マグネット部材における磁極のうち
   で、前記層厚規制用磁極に対して現像ロールの回転方向
   の上流側及び下流側に隣接して配置される上流側磁極及
   び下流側磁極の各磁束密度及び磁極幅がほぼ等しくなる
   ように設定している請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記マグネット部材における磁極のうち
   で、前記層厚規制用磁極に対して現像ロールの回転方向
   の上流側に隣接して配置される上流側磁極の磁極幅を、
   その層厚規制用磁極の磁極幅よりも狭くしている請求項
   １又は２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記層厚規制ロールを、その層厚規制ロ
   ールの中心と前記現像ロールの中心を結ぶ直線が前記層
   厚規制用磁極の磁束密度のピーク位置から現像ロールの
   回転方向の上流側にずらした位置に配置している請求項
   １乃至３のいずれかに記載の現像装置。