JP2003122128A - 現像装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤の汲み上げ量の安定化や現像剤の劣化
防止、現像剤の摩擦帯電量の適正化を実現して、画像の
高画質化を安定して実現できる現像装置、及び画像形成
装置を提供する。 【解決手段】 現像ドクタ先端の現像スリーブ４１ｓ表
面への対向位置を、現像ローラ表面上での１つの法線方
向磁束密度最大値ｍａｘ（Ｂｍｙ）と対応する法線方向
磁束密度分布範囲であって、法線方向磁束密度Ｂｍｙ
が、上記ｍａｘ（Ｂｍｙ）の１/２以上であり、かつＢ
ｍｙが最大値となる現像ローラ表面位置の現像剤搬送方
向下流側に現像ローラ４１の表面上で測定し得る接線方
向磁束密度Ｂｍｘの最大値を有する接線方向磁力の接線
方向磁束密度分布範囲であり、かつＢｍｙがＢｍｘ以上
である位置に設定している。これによって、上記現像ス
リーブへの現像剤汲み上げ量の安定化と現像剤の劣化を
抑え、現像剤の摩擦帯電量の適正化を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファッ
クス、複写機等の画像形成装置の像担持体上に形成され
た静電潜像を現像剤により現像してトナー像化するため
の現像装置及び画像形成装置に関し、詳しくは、トナー
と磁性粒子とからなる現像剤を担持搬送する現像剤担持
体と、該現像剤担持体の表面上に該現像剤を担持搬送す
るための法線方向磁力及び接線方向磁力を発生する磁極
と、該現像剤担持体の表面に対向配置されて該現像剤担
持体の表面に担持される現像剤量を規制する現像剤規制
部材とを有する現像装置、及び該現像装置を用いた画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置に用いる現
像装置として、トナーと磁性粒子とからなる現像剤を担
持する現像剤担持体上に、該現像剤を磁力により穂立ち
させて磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシにより静電潜
像を担持して移動する潜像担持体の表面を摺擦して、該
潜像担持体上の静電潜像を可視像化（トナー像化）する
所謂磁気ブラシ現像法を採用した現像装置が知られてい
る（特開平５−４０４０６号公報、特開平７−７２７３
９号公報、特開平８−１３７２５５号公報、特開平１０
−２０６６４号公報、特開平１０−２３２５６１号公
報、特開平１１−３８７６１号公報、特開平１１−３３
８２５９号公報など）。

【０００３】この種の現像装置は、現像剤を担持搬送す
る現像剤担持体としての現像スリーブと、該現像スリー
ブ内に配設されて該現像スリーブの表面上に現像剤を担
持搬送するための法線方向磁力及び接線方向磁力を発生
する磁極が設けられた磁石ローラと、該現像スリーブの
表面に対向配置されて該現像スリーブの表面に担持され
る現像剤量を規制するための現像剤規制部材としての現
像ドクタとを備えている。法線方向磁力は主にその磁極
の位置に現像剤を保持する力、接線方向磁力は主に現像
スリーブ表面に沿って現像剤を搬送する力となってい
る。そして、現像剤規制部材の現像剤搬送方向上流側に
現像剤滞留部を形成し、現像剤の摩擦帯電を促して磁力
による現像剤の穂立ちができるようにしている。

【０００４】また、形成する画像の高画質化を実現する
ために、画像のドット再現性を向上させるための方策が
検討されており、中でも現像剤中の磁性粒子を小粒径化
することによる効果が大きいことが分かっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記現像装
置を用いた画像形成装置において高画質を維持するため
には、現像剤の汲み上げ量（現像スリーブ表面と現像ド
クタとの間を通過する現像剤の通過剤量）の安定化や、
現像剤の劣化防止、現像剤の摩擦帯電量の適正化等が必
要になる。このような現像剤の汲み上げ量や劣化、そし
て摩擦帯電量等には、現像スリーブ内部に設けた磁石ロ
ーラの現像ドクタに対向するスリーブ表面での磁力分布
が大きく寄与している。

【０００６】すなわち、上記現像ドクタに対向する現像
スリーブ表面での接線方向磁力が法線方向磁力よりも低
すぎる場合には、現像スリーブによる現像剤の搬送能力
が、現像スリーブの表面形状や現像剤表面形状の摩耗度
合により大きく影響されて、現像剤の汲み上げ量が大き
く変動してしまう。また、この場合に現像スリーブ表面
での法線方向磁力がスリーブ表面での接線方向磁力より
も高すぎ、現像スリーブに保持される現像剤保持量が多
くなるため、現像剤どうしの間で過剰な摩擦が生じ、現
像剤のスペント化という現像剤の劣化を招くことにな
る。そして、小粒径の磁性粒子を使用することによって
高画質化を実現しようとしても、現像剤スペント化の影
響による画像劣化で相殺され、結果として高画質化を実
現できなくなってしまう。

【０００７】一方、上記現像ドクタに対向する磁極の接
線方向磁力が該磁極の法線方向磁力よりも高い場合に
は、該磁極の接線方向磁力により現像剤の搬送性が向上
され、上述したような現像スリーブの表面形状や現像剤
表面形状の摩耗度合による現像剤の汲み上げ量の変動を
小さく抑えることができる。そして従来、現像スリーブ
表面における法線方向磁力が最も低い位置に現像ドクタ
を対向させることによって、現像剤の搬送性を得るよう
にしたものがある。しかし、この場合には、現像スリー
ブに保持される現像剤保持量が減少するため、現像剤の
十分な摩擦帯電効果が得られなくなり、地汚れ画像の発
生や、ベタ画像の追従性の悪化を招くことがあった。こ
れは、近年カラー画像形成装置の普及によって、カラー
用の現像装置のニーズが高まりつつあるが、カラー画像
を形成する場合には従来のモノクロ画像に比してベタ画
像が多くトナーの消費量も多くなる傾向にある。そのた
め、大量のトナーを所望の帯電量にすることが難しくな
り、トナー帯電量が不足から地汚れやカブリ等の異常画
像になりやすかった。

【０００８】また、これら磁気ブラシ現像法を採用した
現像装置において、現像剤規制部材に磁性体が設けられ
ているものがある。磁性体を設けることによって、その
磁気拘束力で磁性体と現像スリーブ表面との間のドクタ
開口部で磁性粒子を連鎖させ、磁性粒子のカーテンを形
成し、その間を通過するトナーに磁性粒子との接触によ
る摩擦帯電の機会を増すことで十分な帯電を行うことが
できるようにしている。ところが、磁性体による磁気拘
束力が過剰であると、磁性粒子や現像スリーブが過剰な
ストレスを受け、それぞれの表面に形成されている微細
な凹凸が磨耗してしまう場合がある。そして、現像スリ
ーブや磁性粒子の表面の摩擦抵抗が減少し、磁性粒子と
現像スリーブとの間でスリップが生じるようになって、
現像スリーブによる現像剤搬送性が極端に低下して現像
剤汲み上げ量も低下してしまう。すると、形成した画像
にざらつきや、ハーフトーンムラ等が生じてしまう。一
方、磁性体による磁気拘束力が不足すると、キャリアの
カーテンを形成できなくなって、磁性体がトナーの摩擦
帯電促進に寄与されなくなってしまう。

【０００９】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その第一の目的とするところは、現像剤の汲み上
げ量の安定化や、現像剤の劣化防止、現像剤の摩擦帯電
量の適正化を実現して、画像の高画質化を安定して実現
できる現像装置を提供することである。また、その第二
の目的とするところは、現像剤規制部材の先端に磁性体
を有する構成において、磁性体による磁気拘束力の適正
化を図ることができる現像装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために、請求項１の現像装置は、トナーと磁性粒子と
からなる二成分現像剤を担持して像担持体と対向する現
像領域へ該現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤
担持体内部に設けられ法線方向磁力と接線方向磁力とを
発生する磁界発生手段と、該現像剤担持体表面にギャッ
プをもって対向配置されて該対向位置で該現像剤担持体
によって該現像領域へ搬送される現像剤の量を規制する
現像剤規制部材とを有する現像装置において、上記現像
剤担持体の表面上で測定し得る法線方向磁力の法線方向
磁束密度Ｂｍｙにおける１つの磁束密度最大値ｍａｘ
（Ｂｍｙ）と対応する法線方向磁束密度分布範囲であっ
て、次の及びの条件を満足する該現像剤担持体表
面位置に上記現像剤規制部材先端が対向するよう該現像
剤規制部材を設けたことを特徴とするものである。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが、上記磁束密度最大値ｍａ
ｘ（Ｂｍｙ）の１/２以上である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが最大値となる該現像剤担持
体表面位置の現像剤搬送方向下流側に現像剤担持体の表
面上で測定し得る接線方向磁束密度Ｂｍｘの最大値を有
する接線方向磁力の接線方向磁束密度分布範囲である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが接線方向磁束密度Ｂｍｘ以
上である。ここで、現像剤担持体表面における磁束密度
最大値ｍａｘ（Ｂｍｙ）は、一般的に６００×１０^−４
[Ｔ]以上である。本発明においても、磁束密度最大値ｍ
ａｘ（Ｂｍｙ）をこの値以上としている。

【００１１】上記第二の目的を達成するために、請求項
２の現像装置は、請求項１の現像装置において、上記現
像剤規制部材として非磁性の現像剤規制部材を用い、該
現像剤規制部材における上記現像剤担持体による現像剤
搬送方向上流側の面に磁性部材を設け、該現像剤担持体
表面から該現像剤規制部材先端までの距離をＤ１、該現
像剤担持体表面から該磁性部材先端までの距離をＤ２と
し、０．３≦Ｄ２−Ｄ１≦１．０の関係を満たす位置に
該磁性部材を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】請求項３の現像装置は、請求項１又は２の
現像装置において、上記磁性粒子の粒径を５０[μｍ]以
下としたことを特徴とするものである。

【００１３】請求項１乃至３の現像装置においては、現
像剤規制部材先端の現像剤担持体表面への対向位置にお
いて法線方向磁力密度Ｂｍｙがその磁極におる磁束密度
最大値ｍａｘ（Ｂｍｙ）の２分の１以上となるように
し、現像剤規制位置での現像剤担持体表面への現像剤の
拘束力を維持して現像剤の汲み上げ量が変動しないよう
にする。また、法線方向磁束密度Ｂｍｙが最大値となる
該現像剤担持体表面位置の現像剤搬送方向下流側で現像
剤担持体表面上における接線方向磁束密度Ｂｍｘの最大
値を有する接線方向磁力（以下、下流側接線方向磁力と
いう）の接線方向磁束密度分布範囲とすることで、接線
方向磁力密度Ｂｍｘが０より大きくなるようにし、現像
剤の過剰な摩擦を抑えて現像剤の汲み上げ量を適正化し
て現像剤の搬送性を維持できるようにする。これに加え
て、法線方向磁束密度が最大値となる現像剤担持体表面
位置に対して上流側でなく下流側に隣接している接線方
向磁力の及ぶ範囲に規制部材を対向させ、規制部材のす
ぐ上流側で法線方向磁束密度分布が高くなるようにし、
規制位置の現像剤搬送方向上流側に現像剤滞留保持部を
確実に形成できるようにする。これにより、トナーを良
好に摩擦帯電できるようにする。また、法線方向磁束密
度Ｂｍｙを接線方向磁束密度Ｂｍｘ以上となるように
し、接線方向磁力が法線方向磁力よりも高い場合に生じ
るトナーの摩擦帯電量の不足を防止する。そして、これ
ら法線方向磁束密度Ｂｍｙと接線方向磁束密度Ｂｍｘと
の条件を全て満たす現像剤担持体表面位置に現像剤規制
部材先端を対向させることによって、現像剤滞留部を適
度に形成して良好なトナーの摩擦帯電を行うことができ
るようにする。

【００１４】請求項４の画像形成装置は、像担持体と、
該像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該
潜像形成手段により像担持体上に形成された潜像をトナ
ー像化する現像手段と、該現像手段により像担持体上に
形成されたトナー像を転写材上に転写する転写手段とを
有する画像形成装置において、上記現像手段として、請
求項１，２，又は３の現像装置を用いることを特徴とす
るものである。

【００１５】請求項４の画像形成装置においては、上記
現像手段として、請求項１，２，又は３の現像装置を用
いるので、良好に帯電された適量のトナーにより画像形
成を行うことができるようになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１に、本発明に関わる画像形成装置の全
体的な概略構成を示す。この画像形成装置１００は、カ
ラー画像読取部（以下、スキャナという。）２００と、
カラー画像記録部（以下、プリンタという。）４００と
からなる。スキャナ２００は、コンタクトガラス２０２
上の原稿Ｄの画像を照明ランプ２０５、ミラー群２０４
Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃなど、およびレンズ２０６を介
してカラーセンサ２０７に結像して、原稿のカラー画像
情報を、例えばブルー（以下、Ｂという。）、グリーン
（以下、Ｇという。）、レッド（以下、Ｒという。）の
色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。

【００１７】上記カラーセンサ２０７は、この例では
Ｂ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤ（固体撮像素子）のよ
うな光電変換素子で構成されており、３色同時読み取り
を行うものである。スキャナ２００で得たＢ、Ｇ、Ｒの
色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示を省略さ
れた画像処理部にて色変換処理を行い、ブラック（以
下、ＢＫという。）、シアン（以下、Ｃという。）、マ
ゼンタ（以下、Ｍという。）、イエロー（以下、Ｙとい
う）の色情報を含むカラー画像データを得る。その際、
プリンタ４００の動作とタイミングをとったスキャナス
タート信号を受けて、照明ランプ２０５やミラー群２０
４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃなどからなる照明・ミラー光
学系が図中左方向へ原稿走査し、１回走査毎に１色の画
像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによ
って、順次の４色画像データを得る。そして、その都
度、プリンタ４００で順次顕像化しつつ、これを重ね合
わせて４色のフルカラー画像を形成する。

【００１８】次に、上記プリンタ４００の概要を説明す
る。プリンタ４００は、潜像形成手段としての書き込み
光学ユニット４０１と、像担持体である感光体ドラム４
１４と、現像手段としての現像器ユニットであるリボル
バー現像装置４２０とを有する。書き込み光学ユニット
４０１は、スキャナ２００からのカラー画像データを光
信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを行
い、感光体ドラム４１４に静電潜像を形成する。光書き
込み光学ユニット４０１は、レーザー発光手段４４１、
これを駆動する発光駆動制御部（図示省略）、ポリゴン
ミラー４４３、これを駆動する回転用モータ４４４、ｆ
θレンズ４４２、反射ミラー４４６などで構成されてい
る。

【００１９】上記感光体ドラム４１４は、矢印で示す如
く反時計回りの向きに回転する。感光体ドラム４１４の
周りには、感光体クリーニングユニット４２１、除電ラ
ンプ４１４Ｍ、帯電手段としての帯電器４１９、感光体
ドラム４１４上の潜像電位を検知する電位センサ４１４
Ｄ、リボルバー現像装置４２０の選択された現像器、現
像濃度パターン検知器４１４Ｐ、本発明にいう中間転写
体としての中間転写ベルト４１５などが配置されてい
る。上記リボルバー現像装置４２０は、図２に示すよう
に、ＢＫ現像器４２０Ｋ、Ｃ現像器４２０Ｃ、Ｍ現像器
４２０Ｍ、Ｙ現像器４２０Ｙと、これらを保持する現像
器保持体４２０Ａと、現像器保持体４２０Ａを矢印で示
す如く反時計回りの向きに回転させるリボルバー回転駆
動部（図示省略）などからなる。

【００２０】待機状態におけるリボルバー現像装置４２
０は、ＢＫ現像器４２０Ｋで現像を行う位置にセットさ
れており、コピー動作が開始されると、スキャナ２００
で所定のタイミングからＢＫ画像データの読み取りがス
タートし、この画像データに基づき、レーザー光による
光書き込み・潜像形成が始まる（以下、ＢＫ画像データ
による静電潜像をＢＫ潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙの各画像
データについても同じ）。このＢＫ潜像の先端部から現
像可能とすべく、ＢＫ現像器４２０Ｋの現像位置に潜像
先端部が到達する前に、ＢＫ潜像をＢＫトナーで現像す
る。以後、ＢＫ潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後
端部がＢＫ潜像位置を通過した時点で、速やかにＢＫ現
像器４２０Ｋによる現像位置から次の色の現像器による
現像位置まで、リボルバー現像装置４２０を回動させ
る。この回動動作は、少なくとも、次の画像データによ
る潜像先端部が到達する前に完了させる。

【００２１】画像形成動作が開始されると、感光体ドラ
ム４１４は矢印で示すように反時計回りの向きに回動
し、中間転写ベルト（中間転写体）４１５は図示しない
駆動モータにより、時計回りの向きに回動する。中間転
写ベルト４１５の回動に伴って、ＢＫトナー像形成、Ｃ
トナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が順次
行われ、最終的に、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベ
ルト４１５上に重ねてトナー像が形成される。

【００２２】中間転写ベルト４１５は、駆動ローラ４１
５Ｄ、転写対向ローラ４１５Ｔ、クリーニング対向ロー
ラ４１５Ｃおよび従動ローラ群に張架されており、図示
しない駆動モータにより駆動制御される。感光体４１４
上に形成したＢＫトナー像は、感光体と接触状態で等速
駆動している中間転写ベルト４１５の表面に、ベルト転
写コロナ放電器（以下、ベルト転写部という。）４１６
によって転写される。

【００２３】以下、感光体ドラム４１４から中間転写ベ
ルト４１５へのトナー像転写を、ベルト転写と称する。
感光体ドラム４１４上の若干の未転写残留トナーは、感
光体ドラム４１４の再使用に備えて、感光体クリーニン
グユニット４２１で清掃される。ここで回収されたトナ
ーは、回収パイプを経由して図示しない排トナータンク
に蓄えられる。なお、中間転写ベルト４１５には、感光
体ドラム４１４に順次形成するＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナ
ー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのベル
ト転写画像を形成し、その後、転写材としての転写紙に
コロナ放電転写器にて一括転写を行う。

【００２４】ところで、感光体ドラム４１４側では、Ｂ
Ｋ画像の形成工程のつぎに、Ｃ画像の形成工程に進む
が、所定のタイミングからスキャナによるＣ画像データ
読み取りが始まり、その画像データによるレーザー光書
き込みで、Ｃ潜像の形成を行う。Ｃ現像器４２０Ｃは、
その現像位置に対して、先のＢＫ潜像後端部が通過した
後で、かつＣ潜像の先端が到達する前に、リボルバー現
像装置の回転動作を行い、Ｃ潜像をＣトナーで現像す
る。

【００２５】以後、Ｃ潜像領域の現像を続けるが、潜像
後端部が通過した時点で、先のＢＫ現像器の場合と同様
にリボルバー現像装置４２０を駆動して、Ｃ現像器４２
０Ｃを送り出し、つぎのＭ現像器４２０Ｍを現像位置に
位置させる。この動作もやはり、つぎのＭ潜像先端部が
現像部に到達する前に行う。なお、ＭおよびＹの各像の
工程については、それぞれの画像データの読み取り・潜
像形成・現像の動作が上述のＢＫ像や、Ｃ像の工程と同
じであるので、その説明は省略する。

【００２６】ベルトクリーニング装置４１５Ｕは、入口
シール、ゴムブレード、排出コイルおよび、これら入口
シールやゴムブレードの接離機構により構成される。１
色目のＢＫ画像をベルト転写した後の、２、３、４色目
をベルト転写している間は、ブレード接離機構によっ
て、中間転写ベルト面から入口シール、ゴムブレードな
どは離間させておく。

【００２７】紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器とい
う。）４１７は、中間転写ベルト４１５上の重ねトナー
像を転写紙に転写するべく、コロナ放電方式にて、ＡＣ
＋ＤＣまたは、ＤＣ成分を転写紙および中間転写ベルト
に印加するものである。給紙バンク内の転写紙カセット
４８２には、各種サイズの転写紙が収納されており、指
定されたサイズの用紙を収納している収納カセットか
ら、給紙コロ４８３によってレジストローラ４１８Ｒ方
向に給紙・搬送される。なお、符号４１２Ｂは、ＯＨＰ
用紙や厚紙などを手差しするための給紙トレイを示して
いる。

【００２８】上記画像形成が開始されると、上記転写紙
は前記いずれかの給紙トレイから給送され、レジストロ
ーラ４１８のニップ部で待機される。そして、紙転写器
４１７に中間転写ベルト４１５上のトナー像の先端がさ
しかかるときに、転写紙先端がこの像の先端に一致する
ようにレジストローラ４１８が駆動され、紙と像とのレ
ジスト合わせが行われる。このようにして、転写紙が中
間転写ベルト４１５上の色重ね像と重ねられて、正電位
につながれた紙転写器４１７の上を通過する。このと
き、コロナ放電電流で転写紙が正電荷で荷電され、トナ
ー画像の殆どが転写紙上に転写される。つづいて、紙転
写器４１７の左側に配置した図示しない除電ブラシによ
る分離除電器を通過するときに、転写紙は除電され、中
間転写ベルト４１５から剥離されて紙搬送ベルト４２２
に移る。

【００２９】上記中間転写ベルト面から４色重ねトナー
像を一括転写された転写紙は、紙搬送ベルト４２２で定
着器４２３に搬送され、所定温度にコントロールされた
定着ローラ４２３Ａと加圧ローラ４２３Ｂのニップ部で
トナー像を溶融定着され、排出ロール対４２４で本体外
に送り出され、図示省略のコピートレイに表向きにスタ
ックされ、フルカラーコピーを得る。なお、ベルト転写
後の感光体ドラム４１４は、ブラシローラ、ゴムブレー
ドなどからなる感光体クリーニングユニット４２１で表
面をクリーニングされ、また、除電ランプ４１４Ｍで均
一除電される。

【００３０】また、転写紙にトナー像を転写した後の中
間転写ベルト４１５は、再び、クリーニングユニット４
１５Ｕのブレード接離機構でブレードを押圧して表面を
クリーニングされる。リピートコピーの場合には、スキ
ャナの動作および感光体への画像形成は、１枚目の４色
目画像工程にひきつづき、所定のタイミングで２枚目の
１色目画像工程に進む。また、中間転写ベルト４１５の
方は、１枚目の４色重ね画像の転写紙への一括転写工程
にひきつづき、表面をベルトクリーニング装置でクリー
ニングされた領域に、２枚目のＢＫトナー像がベルト転
写されるようにする。その後は、１枚目と同様の動作に
なる。

【００３１】以上は、４色フルカラーコピーを得るコピ
ーモードの説明であったが、３色コピーモード、２色コ
ピーモードの場合は、指定された色と回数の分につい
て、以上述べたと同じ動作を行うことになる。また、単
色コピーモードの場合には、所定枚数が終了するまでの
間、リボルバー現像装置４２０の所定色の現像器のみを
所定色の現像位置に位置させて現像作動状態におき、ベ
ルトクリーニング装置４１５Ｕのブレードをベルトに押
圧状態のまま、連続してコピー動作を行う。

【００３２】本実施形態に係る画像形成装置１００は、
上記リボルバー現像装置４２０と感光体ドラム４１４と
が、図２及び図３に示す引き出しユニット５００に収
容、保持させた状態で、画像形成装置１００の装置本体
から手前側に一体的に引き出せるように構成されてい
る。また、上記リボルバー現像装置４２０のＢＫ現像器
４２０Ｋ、Ｃ現像器４２０Ｃ、Ｍ現像器４２０Ｍ、Ｙ現
像器４２０Ｙは、図３に示すように、引き出しユニット
５００を装置本体の手前側に引き出した状態で、現像器
の現像ローラ前後の軸部を固定してある固定部材のネジ
を外すことにより、リボルバー現像装置４２０から上方
に取外せるように構成されている。

【００３３】図４に、上記ＢＫ現像器４２０Ｋ、Ｃ現像
器４２０Ｃ、Ｍ現像器４２０Ｍ、Ｙ現像器４２０Ｙの構
成を示す。各現像器は、それぞれ同一に構成されてお
り、現像剤担持体としての現像ローラ４１、現像剤搬送
スクリュ４２，４３、現像剤規制部材としての現像ドク
タ４４、現像ケーシング４５、現像カバー４６などで構
成されている。各現像器の現像ローラ４１は、図５に示
すように、円筒状に形成された現像スリーブ４１ｓと、
磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を有する磁界発生手
段としての磁石ローラ（以下、マグネットローラとい
う）４１ｍとで構成されている。

【００３４】マグネットローラ４１ｍは、現像スリーブ
４１ｓ内に固定配置されている。そして、現像スリーブ
４１ｓが回転することによって、トナーと磁性粒子とか
らなる現像剤が、マグネットローラ４１ｍの各磁極の磁
力により現像スリーブ４１ｓの表面上に保持されて搬送
される。このとき、マグネットローラ４１ｍの各磁極の
磁力と、現像スリーブ４１ｓの表面に対向するように配
置された非磁性の現像ドクタ４４とにより、現像剤搬送
方向上流側に現像剤の滞留保持部ａが形成される（図４
参照）。そして、この現像剤の滞留保持部ａにおいて、
現像剤の摩擦帯電が促進される。また、現像ローラ４１
の対向磁力の方向性を均一化して、現像スリーブ４１ｓ
上における現像剤搬送量のバラツキを抑えるために、現
像ドクタ４４先端付近の現像剤搬送方向上流側にあたる
面には磁性部材としての磁性体４４ａを設置している。

【００３５】ところで、上述のような構成の現像器を用
いて感光体ドラム４１４上に高画質のトナー像を形成す
るためには、上記現像スリーブ４１ｓへの現像剤汲み上
げ量の安定化（現像スリーブ４１ｓ表面と現像ドクタ４
４との間を通過する現像剤の通過剤量の安定化）と、現
像剤の劣化を抑えること、更にはトナーの摩擦帯電量の
適正化が必要になる。ここで、現像剤汲み上げ量とは、
図４に示す現像スリーブ４１ｓと現像ドクタ４４との間
隙（ドクタギャップ）Ｄ１を通過した後の現像スリーブ
４１ｓ表面上の１[ｃｍ^２]あたりの現像剤の量をいう
（この現像剤汲み上げ量をρ[ｇ／ｃｍ^２]で表す）。

【００３６】これには現像ドクタ４４先端に対向する現
像ローラ４１内部のマグネットローラ４１ｍにおける磁
極の現像ローラ表面での磁力分布が大きく寄与している
ことが判った。すなわち、上記現像ドクタ４４に対向す
る磁極の現像ローラ表面での法線方向磁力が接線方向磁
力よりも高すぎると、現像剤の搬送能力が、現像スリー
ブの表面形状や磁性粒子の表面形状の摩耗の度合により
大きく影響されて、現像剤汲み上げ量が大きく変動して
しまう。また、この場合には、現像スリーブ４１ｓに保
持される現像剤保持量が多くなるため、現像剤どうしの
間で過剰な摩擦が生じ、現像剤のスペント化という現像
剤の劣化を招くことになる。

【００３７】逆に、上記現像ドクタ４４に対向する磁極
の現像ローラ表面での接線方向磁力が法線方向磁力より
も高くなると、現像剤の搬送性が向上され、上述したよ
うな現像スリーブ４１ｓの表面形状や磁性粒子の表面形
状の摩耗度合による現像剤の汲み上げ量の変動を小さく
抑えることができる。しかし、この場合には、現像スリ
ーブ４１ｓに保持できる現像剤保持量が減少してしまう
ため、トナーの十分な摩擦帯電効果が得られなくなり、
地汚れ画像の発生や、ベタ画像の追従性の悪化を招いて
しまう。

【００３８】以上のような現像ドクタ４４部に対向する
現像ローラ４１内部のマグネットローラ４１ｍの磁極の
磁力分布が画像に及ぼす影響を考慮して、本実施形態で
は、現像ドクタ４４を対向させる現像スリーブ表面位置
を決定している。すなわち、現像ローラ４１の表面上で
測定し得る法線方向磁力の法線方向磁束密度Ｂｍｙにお
ける１つの磁束密度最大値ｍａｘ（Ｂｍｙ）と対応する
法線方向磁束密度分布範囲であって、次の及びの
条件を満足する現像ローラ表面位置に現像ドクタ先端を
対向させている。その条件とは、 法線方向磁束密度Ｂｍｙが、上記磁束密度最大値ｍａ
ｘ（Ｂｍｙ）の１/２以上である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが最大値となる現像ローラ表
面位置の現像剤搬送方向下流側に現像ローラ４１の表面
上で測定し得る接線方向磁束密度Ｂｍｘの最大値を有す
る接線方向磁力の接線方向磁束密度分布範囲である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが接線方向磁束密度Ｂｍｘ以
上である。である。ここで、上記ｍａｘ（Ｂｍｙ）と
は、その磁力を発している磁極の現像ローラ表面におけ
る法線方向磁束密度Ｂｍｙの最大値である。これによっ
て、上記現像スリーブ４１ｓへの現像剤汲み上げ量の安
定化と現像剤の劣化を抑え、トナーの摩擦帯電量の適正
化を図る。

【００３９】図６は、現像ローラ４１の磁極の接線方向
磁束密度分布（図中破線）と法線方向磁束密度分布（図
中実線）とを示した磁束密度波形図である。本実施形態
においては、磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の極性
をそれぞれ順にＳ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極としてい
る。但し、これに限定されるものではない。本実施形態
において、現像ドクタ４４先端の対向位置に及んでいる
法線方向磁束密度を形成している磁極はＰ４極でありそ
の法線方向磁束密度は図中Ｂｍｙで示した１つの山形状
となった部分である。また、Ｐ４極の法線方向磁束密度
Ｂｍｙが最大値となる現像ローラ表面位置の現像剤搬送
方向下流側に現像ローラ表面上で測定し得る接線方向磁
束密度Ｂｍｘの最大値を有する接線方向磁力の接線方向
磁束密度分布範囲は図中Ｂｍｘで示した１つの山形状と
なった部分である。本実施形態においては、法線方向磁
束密度最大値ｍａｘ（Ｂｍｙ）が図６よりほぼ７００×
１０^−４[Ｔ]であるため、上記条件を満たす法線方向
磁束密度範囲は３５０×１０^−４[Ｔ]以上の領域とな
る。法線方向磁束密度が３００×１０^−４[Ｔ]以上であ
れば、現像ドクタによる規制位置での現像ローラ表面へ
の現像剤の拘束力を維持することができ現像剤の汲み上
げ量が変動しないようにすることが可能となる。従っ
て、本実施形態においても現像剤の汲み上げ量の変動を
防止することが可能となる。そして、現像ドクタ先端の
対向位置となる上記条件〜の全ての条件を満たす範
囲は図中斜線Ｚの領域である。但し、本実施形態におい
ては、Ｐ４極のｍａｘ（Ｂｍｙ）の値となる位置の接線
方向磁束密度Ｂｍｘが０となるため、この境界を含まな
い。一方、もう一方の境界であるＢｍｙ＝Ｂｍｘとなる
位置は上記条件に当てはまるので含む。

【００４０】ところで、これら磁気ブラシ現像法を採用
した装置において、現像ドクタ４４の先端付近には現像
スリーブ４１ｓ上の現像剤の搬送量のバラツキを抑える
ために磁性体４４ａが設置されている。この磁性体４４
ａを設けることによって、その磁気拘束力で磁性体４４
ａと現像スリーブ表面との間の現像ドクタ規制部で磁性
粒子を連鎖させ、磁性粒子のカーテンを形成し、その間
を通過するトナーに磁性粒子との接触による摩擦帯電の
機会を増すことで十分な帯電を行うことができるように
するためである。

【００４１】しかし、磁性体４４ａによる磁気拘束力が
過剰であると、磁性粒子や現像スリーブ４１ｓが過剰な
ストレスを受け、それぞれの表面に形成されている微細
な凹凸が磨耗してしまう場合がある。そして、現像スリ
ーブ４１ｓや磁性粒子の表面の摩擦抵抗が減少し、磁性
粒子と現像スリーブ４１ｓとの間でスリップが生じるよ
うになって、現像スリーブ４１ｓによる現像剤搬送性が
極端に低下してしまうことがある。すると、形成した画
像にざらつきや、ハーフトーンにムラ等が発生する。一
方、磁性体４４ａによる磁気拘束力が不足すると、キャ
リアのカーテンを形成できなくなって、磁性体４４ａが
トナーの摩擦帯電促進に寄与されなくなってしまう。

【００４２】以上のような磁性体４４ａの磁気拘束力の
過不足によって生じる不具合を考慮して、本実施形態に
おいては、磁性体４４ａを設ける位置を規定している。
図７は、本実施形態にかかる現像装置の説明図で、リボ
ルバー現像装置４２０の現像器において図６における斜
線Ｚの領域のうち法線方向磁束密度が６００×１０^−４
[Ｔ]の位置に現像ドクタ４４を対向させたものである。
また、磁性体４４ａは厚みが０．５[ｍｍ]のものを現像
ドクタ４４の現像スリーブ４１ｓによる現像剤搬送方向
上流側の面に設けている。このとき、現像スリーブ表面
から現像ドクタ先端までの距離をＤ１、現像スリーブ表
面から磁性体４４ａ先端までの距離をＤ２とし、それら
が、 ０．３≦Ｄ２−Ｄ１≦１．０ の関係を満たすように磁性体４４ａの位置を決めてい
る。これによって、現像ドクタ先端と磁性体先端との距
離を０．３〜１．０[ｍｍ]の範囲内にしている。

【００４３】図８は、この距離ｆ＝Ｄ２−Ｄ１が本発明
の範囲である０．３〜１．０[ｍｍ]のときＦ１と、０
[ｍｍ]即ち現像ドクタ先端と磁性体先端とが並んで感光
体スリーブ表面に対して同じ距離となるように設けられ
ているときＦ２とで、プリント枚数による現像剤汲み上
げ量を測定したグラフである。尚、各データは、Ｄ１を
一定にして測定したものである。グラフから分かるよう
に、距離ｆが０[ｍｍ]のとき、現像剤の汲み上げ量は１
０００枚を超えた頃から低下し始め、しばらくすると画
像のボソツキが生じる汲み上げ量０．０３以下の範囲に
なってしまう。これに対して、距離ｆが０．３〜１．０
[ｍｍ]のとき、プリント枚数が数千枚を超え１万枚以上
となっても汲み上げ量は０．０５より大きい値で安定し
ている。また、ここには記載していないが、距離ｆが
０．３[ｍｍ]より狭く０[ｍｍ]より広いところでは、剤
汲み上げ量は図中Ｆ１より少なくＦ２より多くなる。こ
れは、距離ｆが０．３[ｍｍ]より狭いと、磁性体４４ａ
によるキャリアの拘束力が強まり、キャリアの表面鏡面
化や現像スリーブ表面へのトナーフィルミングによる摩
擦抵抗の低下によって現像剤の搬送性が大きく悪化する
ためである。

【００４４】一方、この距離ｆ＝Ｄ２−Ｄ１が本発明の
範囲である０．３〜１．０[ｍｍ]より広いと、剤汲み上
げ量は０．３〜１．０[ｍｍ]のときと同じだが、現像ス
リーブ表面からの距離が遠くなる。このため、磁界発生
手段による磁気拘束力は距離の二乗に反比例して低下し
ていくが、１．０[ｍｍ]を超えると磁性体４４ａによる
キャリアのカーテンを良好に形成できなくなり、磁性体
４４ａがトナーの摩擦帯電促進に寄与されなくなってし
まう。本実施形態においては、これらの不具合が生じな
いように、距離ｆを０．３〜１．０[ｍｍ]の範囲にして
いる。

【００４５】更に、本実施形態のプリンタに用いる現像
剤はその構成成分である磁性粒子に粒径が５０[μｍ]以
下のものを使用している。従来の二成分現像剤には一般
的に粒径６５[μｍ]程度の磁性粒子が使用されることが
あったが、本実施形態においては、粒径が５０[μｍ]以
下のものを使用することによって、画像の高画質化に有
効である。明度７０〜９０領域のハーフトーンドット画
像において、磁性粒子の粒径が５０[μｍ]以上の場合に
は粒状度０．３程度であっても、粒径を３５[μｍ]程度
まで下げると粒状度が０．１と３倍近くもドット再現性
が向上する。図９は、磁性粒子の粒径を３５[μｍ]，５
０[μｍ]，６５[μｍ]の３種類に変化させて形成した画
像の粒状性を比較したグラフである。この粒状性は０〜
５までのランクで示したもので、ランクが大きいほど画
像上でのドット再現性が良く、ランクが小さいほどドッ
ト再現性が悪いことを示している。この図から、ａ（粒
径６５[μｍ]）がランク２、ｂ（粒径５０[μｍ]）がラ
ンク３、ｃ（粒径３５[μｍ]）がランク４となり、粒径
が小さいほどドット再現性が良好であることが分かる。
このことから、本実施形態のように磁性粒子に粒径が５
０[μｍ]以下のものを使用することは、高画質化に有効
である。

【００４６】以上、本実施形態のプリンタに用いたリボ
ルバー現像装置４２０では、現像ドクタ先端の現像スリ
ーブ４１ｓ表面への対向位置を、現像ローラ４１の表面
上で測定し得る法線方向磁力の法線方向磁束密度Ｂｍｙ
における１つの磁束密度最大値ｍａｘ（Ｂｍｙ）と対応
する法線方向磁束密度分布範囲であって、次の及び
の条件を満足する現像ローラ表面位置にしている。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが、上記磁束密度最大値ｍａ
ｘ（Ｂｍｙ）の１/２以上である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが最大値となる現像ローラ表
面位置の現像剤搬送方向下流側に現像ローラ４１の表面
上で測定し得る接線方向磁束密度Ｂｍｘの最大値を有す
る接線方向磁力の接線方向磁束密度分布範囲である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが接線方向磁束密度Ｂｍｘ以
上である。よって、現像剤の汲み上げ量の安定化や、現
像剤の劣化防止、トナーの摩擦帯電量の適正化を実現で
き、画像の高画質化を安定して実現することができる。
また、上記現像装置では、現像スリーブ表面から現像ド
クタ先端までの距離Ｄ１と現像スリーブ表面から磁性体
４４ａ先端までの距離Ｄ２との関係が、 ０．３≦Ｄ２−Ｄ１≦１．０ となる位置に磁性体４４ａを設けている。これによって
現像ドクタ先端と磁性体先端との距離ｆを０．３〜１．
０[ｍｍ]の範囲内にし、磁性体４４ａによる磁気拘束力
の適正化を図ることができ、トナーの良好な摩擦帯電を
得つつ、現像剤汲み上げ量を安定化させることができ
る。これは、距離ｆを、それより短いと磁性体４４ａに
よるキャリアの拘束力が強まりキャリアの表面鏡面化や
現像スリーブ表面へのトナーフィルミングによる摩擦抵
抗の低下によって現像剤の搬送性が大きく悪化する０．
３[ｍｍ]以上にしているためであり、かつ、それを超え
ると磁性体４４ａによるキャリアのカーテンを良好に形
成できなくなり磁性体４４ａがトナーの摩擦帯電促進に
寄与されなくなってしまう１．０[ｍｍ]以下にしている
ためである。また、上記現像装置に用いる現像剤は、磁
性粒子に粒径が５０[μｍ]以下のものを使用している。
これによって、高画質化を図ることができる。これは、
図９に示すように、粒径が小さいほど画像上のドット再
現性が良くなる磁性粒子の粒径の上限を５０[μｍ]に設
定しているためである。また、以上のような現像装置を
用いた上記画像形成装置は、良好に帯電された適量のト
ナーにより良好な画像形成を行うことができる。また特
に、磁性粒子に粒径が５０[μｍ]以下のものを使用した
ことによって、画像上のドット再現性がよくなるため、
粒径がそれより大きいものを用いた場合に比してより良
好な画像を形成することができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１乃至３の現像装置によれば、現
像剤の汲み上げ量の安定化や、現像剤の劣化防止、現像
剤の摩擦帯電量の適正化を実現して、画像の高画質化を
安定して実現できる現像装置を提供することができると
いう優れた効果がある。

【００４８】また、請求項４の画像形成装置によれば、
良好に帯電された適量の現像剤により良好な画像形成を
行うことができるという優れた効果がある。特に、請求
項３に従属した態様によれば、画像上のドット再現性が
よくなるため、更に良好な画像形成を行うことができる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の全体的な概略構
成図。

【図２】本実施形態に係る画像形成装置の引き出しユニ
ットの概略構成図。

【図３】上記画像形成装置本体から上記引き出しユニッ
トを引き出した状態を示す概略斜視図。

【図４】上記画像形成装置に搭載されているリボルバー
現像装置の現像器の構成を示す概略構成図。

【図５】上記現像器の現像ローラの構成を示す概略断面
図。

【図６】上記現像ローラの磁束密度波形図。

【図７】本実施形態にかかる現像装置の説明図。

【図８】距離ｆとプリント枚数による現像剤汲み上げ量
との関係を示したグラフ。

【図９】磁性粒子の粒径による画像の粒状性を比較した
グラフ。

【符号の説明】

４１ 現像ローラ ４１ｓ 現像スリーブ ４１ｍ マグネットローラ ４２，４３ 現像剤搬送スクリュ ４４ 現像ドクタ ４４ａ 磁性体 ４５ 現像ケーシング １００ 画像形成装置 ２００ カラー画像読取部 ３００ カラー画像記録部 ４０１ 書き込み光学ユニット ４１４ 感光体ドラム ４１４Ｐ Ｐセンサ ４２０ リボルバー現像装置（現像器ユニット） ４２０Ａ 現像器保持体 ４２０Ｋ ＢＫ現像器 ４２０Ｃ Ｃ現像器 ４２０Ｍ Ｍ現像器 ４２０Ｙ Ｙ現像器 ５００ 引き出しユニット Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５ マグネットローラ
の磁極 Ｂｍｘ 現像スリーブ上の接線方向磁束密度 Ｂｍｙ 現像スリーブ上の法線方向磁速密度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤
   を担持して像担持体と対向する現像領域へ該現像剤を搬
   送する現像剤担持体と、該現像剤担持体内部に設けられ
   法線方向磁力と接線方向磁力とを発生する磁界発生手段
   と、該現像剤担持体表面にギャップをもって対向配置さ
   れて該対向位置で該現像剤担持体によって該現像領域へ
   搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを有
   する現像装置において、 上記現像剤担持体の表面上で測定し得る法線方向磁力の
   法線方向磁束密度Ｂｍｙにおける１つの磁束密度最大値
   ｍａｘ（Ｂｍｙ）と対応する法線方向磁束密度分布範囲
   であって、次の及びの条件を満足する該現像剤担
   持体表面位置に上記現像剤規制部材先端が対向するよう
   該現像剤規制部材を設けたことを特徴とする現像装置。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが、上記磁束密度最大値ｍａ
   ｘ（Ｂｍｙ）の１/２以上である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが最大値となる該現像剤担持
   体表面位置の現像剤搬送方向下流側に現像剤担持体の表
   面上で測定し得る接線方向磁束密度Ｂｍｘの最大値を有
   する接線方向磁力の接線方向磁束密度分布範囲である。 法線方向磁束密度Ｂｍｙが接線方向磁束密度Ｂｍｘ以
   上である。
2. 【請求項２】請求項１の現像装置において、 上記現像剤規制部材として非磁性の現像剤規制部材を用
   い、該現像剤規制部材における上記現像剤担持体による
   現像剤搬送方向上流側の面に磁性部材を設け、該現像剤
   担持体表面から該現像剤規制部材先端までの距離をＤ
   １、該現像剤担持体表面から該磁性部材先端までの距離
   をＤ２とし、 ０．３≦Ｄ２−Ｄ１≦１．０ の関係を満たす位置に該磁性部材を設けたことを特徴と
   する現像装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２の現像装置において、 上記磁性粒子の粒径を５０[μｍ]以下としたことを特徴
   とする現像装置。
4. 【請求項４】像担持体と、該像担持体の表面に潜像を形
   成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により像担持体
   上に形成された潜像をトナー像化する現像手段と、該現
   像手段により像担持体上に形成されたトナー像を転写材
   上に転写する転写手段とを有する画像形成装置におい
   て、 上記現像手段として、請求項１，２，又は３の現像装置
   を用いることを特徴とする画像形成装置。