JP2003140463A

JP2003140463A - 現像装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2003140463A
Application number: JP2001340409A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Tamura; 暢康田村; Yutaka Miyasaka; 裕宮坂; Kimio Nishizawa; 公夫西沢; Kazutoshi Kobayashi; 一敏小林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】二成分現像剤の搬送量を安定して確保できる
ように構成した現像装置、および、当該現像装置で形成
した層厚規制後の現像剤を像担持体に接触させて、当該
像担持体上の静電荷パターンを現像し、細線の再現等、
高画質の画像を安定して得ることができる画像形成装置
を提供すること。【解決手段】現像剤担持体と層厚規制部材とを有し、
二成分現像剤を使用する現像装置において、前記層厚規
制部材を磁性材料で構成するとともに、前記現像剤担持
体の回転方向に沿った前記層厚規制部材の厚さ方向の中
心が、特定の磁界発生手段で作られる磁束密度分布のピ
ーク位置を示す前記現像剤担持体上の位置よりも当該現
像剤担持体の回転方向にみて上流側であって、半値幅に
対応した範囲内に位置するように前記層厚規制部材を設
けた事を特徴とする現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二成分現像剤を使
用する際に有用な現像装置、および、当該現像装置によ
り形成される二成分現像剤の接触現像を介してトナー画
像を形成する構成の複写機、プリンタ、ファクシミリな
どの画像形成装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】感光ドラム等の像担持体上に形成した静
電荷パターンをトナー像に変換し、しかる後、前記トナ
ー像を普通紙等の転写材上に転写し、定着するように構
成した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装
置は知られている。

【０００３】具体的には、極性の異なる複数の磁石（磁
界発生手段）を円周方向に位置固定で設けるとともに、
その外側に非磁性材料からなる円筒状の現像剤担持体
（円筒状のスリーブ）を可回転に設け、かつ、前記現像
剤担持体を挟んで前記磁石の内の１つの磁石に対向する
ように現像剤の層厚を規制する規制部材を設けた構成の
現像装置と、磁性キャリアおよび非磁性トナーを含む二
成分現像剤とを用い、層厚規制後の前記二成分現像剤か
らなる磁気ブラシの接触現像を介して、像担持体上に形
成したパターンをトナー像（可視像）に変換する構成は
公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような磁気ブラ
シ型の現像装置は取り扱い性に優れており、多くの画像
形成装置に用いられている。

【０００５】また、上記層厚規制部材の付設は、現像剤
担持体により現像領域に向けて搬送される二成分現像剤
の搬送量を一定化させる上で重要な役割を果たしてい
る。

【０００６】しかしながら、上記構成においては、層厚
規制部材の材質（例：磁性、非磁性）あるいは構成
（例：磁性板と非磁性板を接合した構体）や現像剤担持
体を挟んで対向する磁界発生手段に起因した磁束密度分
布との相関位置関係等により、現像剤の搬送量を一定に
することができないという問題のあることが解った。

【０００７】特に、トナーとして非磁性の重合トナーを
用いた場合であって、現像剤の搬送量を１０ｍｇ／ｃｍ
²〜６０ｍｇ／ｃｍ²の如く低搬送量に制御しなければな
らないような場合に上記傾向が顕著であることが解っ
た。

【０００８】現像剤の搬送量の不安定さは現像後の画像
品質の低下を余儀なきものとする。本発明は上記のよう
な問題に鑑みてなされたもので、その目的は、二成分現
像剤の搬送量を安定して確保できるように構成した現像
装置、および、当該現像装置で形成した層厚規制後の現
像剤を像担持体に接触させて、当該像担持体上の静電荷
パターンを現像し、細線の再現等、高画質の画像を安定
して得ることができる画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記の
構成によって達成することができる。

【００１０】（１）複数の磁界発生手段と、前記磁界発
生手段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体
と、前記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の
特定の磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを
有し、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像
剤を使用する現像装置において、前記層厚規制部材を磁
性材料で構成するとともに、前記現像剤担持体の回転方
向に沿った前記層厚規制部材の厚さ方向の中心が、特定
の磁界発生手段で作られる磁束密度分布のピーク位置を
示す前記現像剤担持体上の位置よりも当該現像剤担持体
の回転方向にみて上流側であって、前記磁束密度分布の
半値幅に対応した範囲内に位置するように前記層厚規制
部材を設けた、事を特徴とする現像装置。

【００１１】（２）複数の磁界発生手段と、前記磁界発
生手段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体
と、前記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の
特定の磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを
有し、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像
剤を使用する現像装置において、前記層厚規制部材を非
磁性材料で構成するとともに、前記現像剤担持体の回転
方向に沿った前記層厚規制部材の厚さ方向の中心が、特
定の磁界発生手段で作られる磁束密度分布のピーク位置
を示す前記現像剤担持体上の位置よりも当該現像剤担持
体の回転方向にみて下流側であって、前記磁束密度分布
の半値幅に対応した範囲内に位置するように前記層厚規
制部材を設けた、事を特徴とする現像装置。

【００１２】（３）前記現像剤担持体は非磁性材料から
なる円筒状のスリーブであり、前記層厚規制部材は板状
である事を特徴とする前記（１）または前記（２）に記
載の現像装置。

【００１３】（４）複数の磁界発生手段と、前記磁界発
生手段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体
と、前記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の
特定の磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを
有し、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像
剤を使用する現像装置において、前記層厚規制部材を磁
性材料からなる板材と非磁性材料からなる板材とを接合
して構成し、かつ、前記現像剤担持体の回転方向に見て
上流側に前記磁性材料からなる板材を位置づけるととも
に、前記層厚規制部材の接合面が、特定の磁界発生手段
で作られる磁束密度分布のピーク位置を示す前記現像剤
担持体上の位置よりも当該現像剤担持体の回転方向にみ
て下流側であって、前記磁束密度分布の半値幅に対応し
た範囲内に位置するように前記層厚規制部材を設けた、
事を特徴とする現像装置。

【００１４】（５）前記現像剤担持体は非磁性材料から
なる円筒状のスリーブである事を特徴とする前記（４）
に記載の現像装置。

【００１５】（６）複数の磁界発生手段と、前記磁界発
生手段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体
と、前記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の
特定の磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを
有し、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像
剤を使用する現像装置において、前記現像剤担持体の回
転方向に沿った前記層厚規制部材の厚さが、特定の磁界
発生手段で作られる磁束密度分布のピーク位置を示す前
記現像剤担持体上の位置から、前記磁束密度分布の半値
幅に対応した位置までの寸法よりも小さい、事を特徴と
する現像装置。

【００１６】（７）前記層厚規制部材は磁性材料で構成
してある事を特徴とする前記（６）に記載の現像装置。

【００１７】（８）前記層厚規制部材は非磁性材料で構
成してある事を特徴とする前記（６）に記載の現像装
置。

【００１８】（９）前記層厚規制部材は磁性材料および
非磁性材料からなる板材を接合して構成したものである
事を特徴とする前記（６）に記載の現像装置。

【００１９】（１０）前記現像剤担持体は非磁性材料か
らなる円筒状のスリーブである事を特徴とする前記
（６）に記載の現像装置。

【００２０】（１１）前記（１）乃至前記（１０）の何
れか１に記載の現像装置を用いるとともに、粒径が約４
〜１０μｍ、帯電量が約２０〜５０μｃ／ｇである、重
合法により生成した非磁性トナーと、粒径が約３０〜６
０μｍ、１キロエルステッド中の磁化量が約２．５×１
０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇ〜８．８×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇで
ある磁性キャリアとを含み、かつ、トナー濃度が約３〜
８％である二成分現像剤を使用し、現像剤担持体を介し
て搬送される前記二成分現像剤を像担持体上に接触させ
て、当該像担持体上に形成した静電荷パターンをトナー
像に変換するとともに、当該トナー像を転写材上に転写
するように構成した事を特徴とする画像形成装置。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係わる実施の形態の一例
について、以下、図面に基づいて説明する。

【００２２】図１は画像形成装置の構成を示す模式図で
ある。図において、デジタル方式による画像形成装置１
は、画像読み取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、
転写材給紙部Ｄを有する。

【００２３】画像読み取り部Ａの上部には原稿を自動搬
送する自動原稿送り手段が設けてあり、原稿載置台１１
上に載置される原稿Ｇを分離手段（参照符号無し）で１
枚づつ分離し、分離された原稿の画像読み取りは、原稿
搬送ローラ１２の下部に該当する読み取り位置１３ａを
介して行うようになっている。

【００２４】画像読み取りは、画像読み取り部Ａに設け
た後述する光学系により行う。読み取られた原稿Ｇは原
稿搬送ローラ１２を含む搬送手段により更に下流に搬送
され、原稿排紙皿１４上に排出される。

【００２５】原稿Ｇが両面に画像を有する場合であっ
て、その両面画像を読み取る場合には、第１面が読み取
られた原稿Ｇを反転手段（参照符号無し）で反転した
後、再度、前記読み取り位置１３ａにて読み取り、しか
る後、前記原稿排紙皿１４上に排出する。

【００２６】また、前記自動原稿送り手段は可倒式とな
っており、当該自動原稿送り手段を持ち上げてプラテン
ガラス１３上に載置した原稿Ｇの画像を読み取る場合、
前記画像読み取り部Ａの光学系の一部を移動させて行
う。

【００２７】画像読み取り手段は、照明ランプ及び第１
ミラーを有する第１ミラーユニット１５と、相対的にＶ
字状に配置した第２ミラー及び第３ミラーを有する第２
ミラーユニット１６と、前記第３ミラーの反射光路上に
固定して設けた投影レンズ１７およびラインセンサであ
る撮像素子ＣＣＤを含む。

【００２８】画像読み取りは、自動原稿送り手段により
送られる原稿Ｇに対しては、前記第１ミラーを画像読み
取り位置１３ａの下方に位置するように前記第１ミラー
ユニット１５を位置固定するとともに、当該第１ミラー
ユニットに対して所定距離離れた位置に前記第２ミラー
ユニット１６を位置固定して行い、一方、プラテンガラ
ス１３上に載置された原稿Ｇに対しては、前記第１ミラ
ーユニット１５および第２ミラーユニット１６を２：１
の速度比で同方向（図において左から右方向）に移動さ
せることにより行う。

【００２９】読み取られた画像は、前記投影レンズ１７
を通して撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。

【００３０】撮像素子ＣＣＤ上に結像された光学像は順
次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変
換され、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理
などの処理が施された後、画像データとして、一旦、メ
モリに記憶される。

【００３１】画像形成部Ｃには、ドラム状の感光体から
なる像担持体（以下、感光体という）２１、および、前
記感光体２１の外周に沿って設けた、帯電器２２、現像
装置２３、転写器２４、分離器２５、クリーニング装置
２６及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージラン
プ）２７を配してあり、これらは、画像形成ユニットと
して一体的に引き出し可能に構成してある。

【００３２】本実施の形態において、クリーニング装置
２６は前記感光体２１の回転方向に対してカウンタ方向
に設けたブレードからなるクリーニング手段と、転写工
程終了後の前記感光体２１から前記クリーニング手段で
除去したトナーを捕集するための捕集部位とを有する。

【００３３】前記感光体２１は、光導電性化合物をドラ
ム基体上に塗布形成したもので、例えば、有機感光体
（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動
回転される。

【００３４】静電荷潜像の形成は、帯電器２２により一
様帯電（例えば、マイナス帯電）を行った後の前記感光
体２１上に、前記画像処理部Ｂのメモリから呼び出され
た画像信号（画像データ）に基づく露光を順次行うこと
によりなされる。

【００３５】書き込み手段である露光光学系３０は、図
示しないレーザダイオードを発光光源とし、回転するポ
リゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレ
ンズ３５および反射ミラー３２、３３を有し、これら光
学系で主走査がなされる。

【００３６】参照符号Ａｏは像露光位置を示し、副走査
は前記感光体２１の回転によりなされる。

【００３７】前記感光体２１上に形成された静電荷潜像
は、前記現像装置２３の作動に起因する、磁性キャリア
と非磁性トナー（実施の形態においては、マイナスに帯
電されている）とを含む二成分現像剤の接触現像によっ
て反転現像され、可視像（トナー像）に変換される。

【００３８】本実施の形態における現像装置２３の具体
的な構成については後述する。転写材給紙部Ｄには、そ
れぞれに異なるサイズの転写材（例えば、普通紙からな
り、以下、転写紙という）Ｐを収納した給紙ユニット４
１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側
方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設け
られており、それらの何れかから選択された転写紙Ｐは
送り出しローラ（給紙ローラ）および分離ローラ等公知
の手段により給紙ユニットから送り出され、案内ローラ
４３により搬送路４０に沿って搬送され、レジストロー
ラ対４４に達し、当該レジストローラ対の回転開始に伴
って再給紙され、転写前ローラやガイド板を介して転写
領域に向け搬送される。

【００３９】前記感光体２１上に形成されたトナー像
は、転写領域に設けてある転写器２４の作用によって転
写紙Ｐ上に転写され、次いで分離器２５の作用を受けて
前記感光体２１から分離し、搬送装置４５により定着器
５０に向けて搬送される。

【００４０】定着器５０は定着ローラ５１と加圧ローラ
５２とを有しており、転写紙Ｐが両ローラ間を通過する
際に、加熱・加圧を加え、以て、トナーを転写紙Ｐ上に
溶融定着させる。

【００４１】トナー画像が定着された転写紙Ｐは排紙ロ
ーラ６３を介して、排紙トレイ６４上に排出される。

【００４２】以上は、転写紙の片面への画像形成を行う
場合の説明であり、一方、本実施の形態の画像形成装置
１は転写紙の両面に画像形成を行い得るとともに、排紙
トレイへの転写紙の排出も反転排出できる構成を有する
が、本発明に直接関係がないので説明は省略する。

【００４３】図２は現像装置の構成を説明するための模
式図である。図において、前記現像装置２３は、感光体
２１に対して開口部Ｓを形成する本体２３０および蓋部
材２３１と、両者間に設けた側壁（不図示）とを有す
る。

【００４４】前記側壁には、円筒状の非磁性スリーブで
構成した独立回転可能な現像剤担持体２３２、当該現像
剤担持体２３２に内蔵（内包と同義）され、位置固定さ
れた複数の磁界発生手段（磁極と同義、以下、説明の都
合上、磁極という場合がある）２３３を有する円筒上に
形成した構造体（磁石）を始めとして、現像剤を撹拌し
ながら搬送する撹拌スクリュー２３４、撹拌後の現像剤
を前記現像剤担持体２３２に向けて現像剤を供給する供
給スクリュー２３５、前記現像剤担持体２３２の上方に
おける周面一部に近接して設けた現像剤搬送手段２３６
および前記現像剤搬送手段２３６から除去された現像剤
を回収する回収スクリュー２３７を有する。

【００４５】前記構成において、撹拌供給系のスクリュ
ー２３４、２３５と現像剤搬送手段２３６および回収ス
クリュー２３７とは、図示の如く、仕切壁２３８を挟ん
で上下に位置している。

【００４６】また、前記現像剤搬送手段２３６は、円周
方向に複数の磁極を適宜に配した位置固定の磁石と、当
該磁石を内蔵した可回転の円筒形スリーブとを主要構成
要素として構成してある。

【００４７】現像剤担持体２３２および現像剤搬送手段
２３６の周面上の小さな丸の列は、流れを解りやすくす
るために示した、現像剤である。

【００４８】ところで、前記現像剤担持体２３２に内包
されている磁界発生手段２３３は、現像領域に対応した
位置の磁極Ｎ１を基点とし、時計回りにＳ１、Ｎ２、Ｓ
２、Ｎ３、Ｎ４、Ｓ３と表示した複数の磁極からなる。

【００４９】現像剤の動きを追って説明すると、前記供
給スクリュー２３５により供給され、前記現像剤担持体
２３２上に磁気吸着された現像剤は、前記現像剤担持体
２３２の回転を介して下側から上方に搬送され、最近接
点において反対方向に回転する感光体２１表面に接触さ
れ、搬送された後、磁極Ｎ３の下流位置で前記現像剤搬
送手段２３６上に磁気的に剥ぎ取られ、磁力の支配を受
けないところまで搬送された時点で当該現像剤搬送手段
２３６から除去される。

【００５０】除去後の現像剤は、回収スクリュー２３７
を介して引き続き搬送され、撹拌スクリュー２３４で撹
拌されている現像剤と混合されるように、適宜の場所に
落下され、やがて、新たな現像剤として再び前記現像剤
担持体２３２に供給され、前述の挙動を繰り返す。

【００５１】構成の説明に戻って、参照符号７０は前記
現像剤担持体２３２上に吸着される現像剤の層厚を規制
するための層厚規制部材であり、前記本体２３０の現像
領域側の端部、または、端部近傍に一体的に設けてあ
る。

【００５２】実施の形態においては、現像剤担持体２３
２を挟み、かつ、１つの磁界発生手段Ｓ３に対向する位
置に前記層厚規制部材７０の規制部先端を望ましめてあ
る。

【００５３】この点において、前記した１つの磁界発生
手段（磁極）Ｓ３は他の複数の磁界発生手段と区別で
き、層厚規制に関与する特定の磁界発生手段ということ
ができる。

【００５４】前記層厚規制部材７０は磁性材料で構成し
ても、非磁性材料で構成しても、或いは、磁性材料と非
磁性材料とを接合（貼りあわせ）した板材で構成したも
のでも基本的には問題なく使用できる。

【００５５】現像剤の層厚規制は、現像剤担持体上の現
像剤搬送量を一定に保ち、安定した画質を得る上で欠か
せない要件であり、特に、重合法により生成した小粒径
のトナーを用い、細線の再現性等、品質の高い画像を得
ようとした場合、特定の磁界発生手段Ｓ３に起因する磁
束密度分布と層厚規制部材との位置関係、あるいは、層
厚規制部材の厚さとの関係等によって現像剤の搬送量に
影響が及ぼされ、その結果、画像品質を損ねてしまう場
合があることを前に述べたが、以下、そのような不具合
の発生を極力防止するための要素について、図３乃至図
６を参照しながら説明する。

【００５６】図において、既述の部材（手段）と同じ部
材（手段）については同一の参照符号を付してある。

【００５７】図３は、現像剤の層厚規制部を拡大して示
す模式図である。図中、８００は特定の磁界発生手段Ｓ
３の磁力により現像剤担持体２３２の外側空間に形成さ
れる磁束密度分布（仮想）を可視的に示した分布曲線で
あり、前記現像剤担持体２３２の円中心と、当該現像剤
担持体の矢示回転方向における前記磁界発生手段Ｓ３の
中心とを結んでできる線（以下、中心線という）８１０
との交点８１１に磁束密度分布のピーク位置を有する。

【００５８】換言すれば、前記中心線８１０が通る前記
現像剤担持体２３２上の点８１２に最大磁力が認められ
る。

【００５９】特定の磁界発生手段Ｓ３による分布曲線
は、本実施の形態においては、中心線を基準として左右
対称である。

【００６０】８２０は半値幅であり、磁力が最大値の１
／２である前記中心線８１０上の点を通り、かつ、当該
中心線８１０と直交するように引いた横線が前記分布曲
線と交差する２点８１５、８１６を終端とする範囲、よ
り具体的には、当該２点（８１５、８１６）を通って前
記中心線８１０と平行に引いた線で形成される範囲を指
す。

【００６１】前記中心線８１０に対して平行に引いた線
が前記現像剤担持体２３２の円弧状周面と交わる２点間
（８１３から８１４までの範囲）が、現像剤担持体２３
２上における半値幅であるということができる。

【００６２】なお、説明の便宜上、前記現像剤担持体２
３２の回転方向（反時計方向）にみて、図の右側半分に
対応する領域（中心線８１０と、点８１３および８１５
を通る前記中心線と平行な線で形成される領域）を、上
流側の半値幅といい、左側半分に対応する領域（中心線
８１０と、点８１４および８１６を通る前記中心線と平
行な線で形成される領域）を下流側の半値幅という。

【００６３】層厚規制部材７０の先端は、少なくとも、
前記分布曲線で囲まれる半値幅内に設定されるが、その
設定位置については後記する。

【００６４】図４は、特定の磁界発生手段に基づく磁束
密度分布が中心線を基準として対称あるいは略対称であ
る場合の、現像剤担持体による現像剤の搬送量について
説明するための模式図である。

【００６５】図において、中心線８１０上に付した数字
は現像剤の搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）を示し、右端の縦軸
は磁束密度（Ｔ）を示す。

【００６６】また、横軸は、最大磁力が現れる現像剤担
持体表面上の位置を基点（０°）とし、当該基点と現像
剤担持体の円弧中心とを結ぶ線（図３で説明した中心線
と同義）に対する前記現像剤担持体上の位置を角度で示
す。

【００６７】（ａ）は、磁性材料で構成した層厚規制部
材を使用し、設置位置を順次変更して得た現像剤の搬送
量曲線を示す。

【００６８】また、（ｂ）は、非磁性材料で構成した層
厚規制部材を使用し、（ａ）と同様に設置位置を順次変
更して得た現像剤の搬送量曲線を示す。

【００６９】本実施の形態においては、直径３０ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍの円筒状の非磁性ステンレスを現像剤担
持体とし、また、前記現像剤担持体上で０．０７５テス
ラ（Ｔ）の最大磁束密度が得られる磁石を特定の磁界発
生手段Ｓ３として用いた。

【００７０】また、層厚規制部材としては、厚さ１ｍｍ
の磁性ステンレス（ＳＵＳ４０３）からなる板材、およ
び、樹脂からなる非磁性の板材を用いた。

【００７１】更に、現像剤担持体の外側表面に対向し
て、中心線上の位置（０°）、当該中心線上の位置から
１０°、２０°、−１０°、−２０°の５カ所の位置
に、順次、層厚規制部材を設置して現像剤の搬送量を測
定した。

【００７２】層厚規制部材の少なくとも先端部分は、前
記現像剤担持体の円弧中心に向けて設置した。

【００７３】プラス表示は現像剤担持体の回転方向（本
実施の形態においては、現像剤の搬送方向ともいえる）
にみて中心線よりも上流側、マイナス表示は下流側を示
す。

【００７４】なお、現像剤担持体の外側表面と、当該現
像剤担持体の外側表面に対向配置される層厚規制部材の
先端（近接面）との間隔は約０．５ｍｍ〜約０．７ｍｍ
に保った。

【００７５】上記の構成において、層厚規制部材が磁性
材料で構成されている場合、当該層厚規制部材（或い
は、少なくとも層厚規制部材の先端又は最近接面）は現
像剤担持体の回転方向にみて上流側の半値幅に対応した
範囲内に設置することが好ましく、また、層厚規制部材
が非磁性材料で構成されている場合、当該層厚規制部材
（或いは、少なくとも層厚規制部材の先端又は最近接
面）は現像剤担持体の回転方向にみて下流側の半値幅に
対応した範囲内に位置づけることが所定量の現像剤を安
定して搬送させる上で好ましいことが解った。

【００７６】本実施の形態における上記範囲は、前記現
像剤担持体２３２に対して、前記中心線から略１０°の
範囲である。

【００７７】より具体的には、現像剤担持体の回転方向
に沿った層厚規制部材の厚さ方向の中心が、それぞれ、
上流側または下流側の半値幅内にあることが肝要であ
り、それよりも外側の部位が中心線上にかかっていて
も、或いは、反対側の半値幅内に若干食い込んでいても
現像剤の搬送量にはさしたる影響はない。

【００７８】高画質の安定性に優れた現像剤の搬送量
は、上記条件を適宜に振って画像形成してみた結果、約
２０ｍｇ／ｃｍ²〜６０ｍｇ／ｃｍ²であった。

【００７９】このときの現像剤担持体表面と感光体表面
との現像域におけるギャップは０．５ｍｍとした。

【００８０】なお、現像剤担持体上の単位面積当たりの
現像剤の搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）は、現像剤担持体上に
おける４ｃｍ×１．２５ｃｍの面積の現像剤を電磁石で
吸着し、秤量して面積で割って算出することにより得ら
れる。

【００８１】図５は別の実施の形態で、磁性材料からな
る板材と非磁性材料からなる板材とを現像剤担持体の長
手方向において接合して構成した１ｍｍ厚の層厚規制部
材を用い、他の条件をすべて前述の条件と同じにした場
合の、現像剤担持体による現像剤の搬送量を示す模式図
で、図４に対応する図である。

【００８２】（ａ）は現像剤担持体の回転方向にみて上
流側に磁性材料が来るように、また、（ｂ）は上流側に
非磁性材料が来るように層厚規制部材の向きを保つとと
もに、図４におけると同様に現像剤担持体の周方向にお
ける１０°おきの５カ所で測定して得た現像剤の搬送量
曲線を示す。

【００８３】上記構成による層厚規制部材を用いる場
合、現像剤担持体の回転方向に見て上流側に磁性材料が
位置し、下流側に非磁性材料がくるようにした方が安定
した現像剤の搬送量を確保でき、上流側に非磁性材料が
来るように設定すると、安定した搬送量が期待できな
い。

【００８４】また、上記において、接合面は勿論、少な
くとも層厚規制部材の先端又は最近接面全体が下流側の
半値幅内にあるように設定した方が現像剤を安定して搬
送させる上で好ましいことが解った。

【００８５】また、層厚規制部材の設定範囲は、前記現
像剤担持体２３２に対して、前記中心線から略１０°の
範囲であることが望ましい。

【００８６】なお、現像剤担持体の回転方向における層
厚規制部材の厚さについては、図４および図５のいづれ
の構成においても、磁束密度分布のピーク位置を示す現
像剤担持体上の位置から、上流側、下流側の何れかの半
値幅に対応した位置（図３を参照するに、点８１２から
点８１３まで、又は、点８１２から点８１４まで）まで
の寸法よりも小さい事が望ましく、その寸法を超える厚
さにすると、搬送量の低下や、搬送不良を起こす危惧が
ある。

【００８７】言い換えると、現像剤担持体２３２に対向
して設置したとき、略１０°以内にその先端部が収まる
厚さであることがよい。

【００８８】次に、前述のような現像装置と組み合わさ
れ、高画質の画像作製を可能とする二成分現像剤につい
て簡単に述べる。

【００８９】前記した非磁性トナーは、少なくとも重合
性単量体を水系媒体中で重合して得られるものであり、
例えば、重合性単量体を懸濁重合法により樹脂粒子を調
製し、或いは、必要な添加剤の乳化液を加えた水系媒体
中で単量体を乳化重合、または、ミニエマルジョン重合
を行って微粒の樹脂粒子を調製し、必要に応じて荷電制
御性樹脂粒子を添加した後、有機溶媒、塩類などの凝集
剤等を添加して前記樹脂粒子を凝集、融着させることに
より得られる。

【００９０】非磁性トナーについては、例えば、本願出
願人が先に出願し、公開になった公報（公開番号２００
０−２５０２６３）に記載の方法により得る事ができ
る。

【００９１】非磁性トナーとしては、粒径（質量平均
径）が約４μｍ〜１０μｍ、かつ、帯電量（絶対値で示
す）が約２０μｃ／ｇ〜５０μｃ／ｇを有する範囲のも
のが、現像性の確保や、カブリ、飛散防止の観点から望
ましい。

【００９２】即ち、粒径が４μｍ未満だと飛散が、ま
た、１０μｍを越えると画像不良（鮮鋭性）が生じやす
く、帯電量が２０μｃ／ｇ未満だと飛散の傾向を助長
し、５０μｃ／ｇを越えると現像性（濃度）に影響がで
るので好ましくない。

【００９３】トナーの帯電量は、磁石で現像剤を保持さ
せた導電性基盤と、当該導電性基盤と１．５ｍｍ間隔で
設置した導電性平板の間に電圧（ＤＣ；１０００Ｖ、Ｖ
ａｃ４．０ｋｖ、ｆａｃ２．０ｋＨｚ）をかけ、トナー
を導電性平板に付着させ、前記導電性平板をファラデー
ゲージに接続し、窒素ガスによってトナーを吹き飛ばし
て測定する。

【００９４】また、前記非磁性トナーは、粒径が約４μ
ｍ〜７μｍ、帯電量が約２０μｃ／ｇ〜４０μｃ／ｇの
範囲のものがより好ましい。

【００９５】一方、磁性キャリアは、鉄、クロム、ニッ
ケル、コバルト等の金属、あるいは、四三酸化鉄、γ−
酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フェライ
ト、マンガン−銅系合金といった強磁性体ないしは常磁
性体の粒子、又は、それら磁性体粒子の表面をスチレン
系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹
脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等で
球形に被覆するか、または、これらの樹脂の中に磁性体
微粒子を分散して含有させた樹脂分散型キャリアを用い
ることができる。磁性キャリアとしては、粒径（質量平
均径）が約３０μｍ〜６０μｍ、磁化量が１キロエルス
テッド中で約２．５×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇ〜８．８×
１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇの範囲にあるものがよい。

【００９６】磁性キャリアの粒径が前記の範囲内にある
と、現像剤担持体上に形成される磁気ブラシの穂の状態
が良好であり、高濃度の現像が可能となる。

【００９７】一方、下限許容範囲を超えると、キャリア
を十分に磁化させることが困難で、トナー粒子と共に感
光体ドラムの表面に付着するようになったり、飛散し易
くなる。

【００９８】また、上限許容領域を超えると、キャリア
の比表面積が小さくなるため、トナーを十分に帯電する
ことができず、トナー飛散も起こり易くなる。

【００９９】磁性キャリアの粒径の測定は、湿式分散機
を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯＳ」
（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定できる。

【０１００】測定は、湿式分散機で磁性粒子数１０ｍｇ
を界面活性剤と共に水５０ｍｇに分散させ、次いで超音
波ホモジナイザー（出力１５０Ｗ）で発熱による再凝集
が起こらないように注意し、１〜１０分間分散する前処
理を行った後に測定する。

【０１０１】前記磁化量は現像剤担持体上の磁束密度に
もよるが、現像剤担持体上の磁束密度が、通常用いられ
る一般的な値の０．０５Ｔ〜０．１２Ｔ程度の場合、上
記範囲未満では磁気的な束縛力が働かずキャリア飛散の
原因となり、また、上記範囲を超えると現像剤担持体上
に形成されるキャリアの穂立ちが高くなり過ぎて画像不
良（画像のかすれ）の原因となる。

【０１０２】磁性キャリアの１キロエルステッド中の磁
化量の測定方法は、キャリア粒子を０．２５ｃｍ×３ｃ
ｍ²の試料セルにタッピングしながら充填した後、試料
をピックアップコイルに付けて磁化器にセットし、直流
磁化特性自動記録装置「ＴＹＰＥ３２２７」（横河北辰
電機社製）を用いてＸ−Ｙレコーダにヒステリシスカー
ブを描かせることにより測定する。

【０１０３】尚、より好ましい磁性キャリアの粒径範囲
は約４０μｍ〜５０μｍであり、より好ましい磁化量の
範囲は約３０ｗｂ・ｍ／ｋｇ〜６０ｗｂ・ｍ／ｋｇであ
る。

【０１０４】また、本実施の形態における二成分現像剤
のトナー濃度は約３％〜８％が好ましく、より好ましい
範囲は約５％〜７％である。

【０１０５】ここでいうトナー濃度とは、二成分現像剤
（トナー＋キャリア）中のトナー質量％を示すものであ
る。

【０１０６】トナー濃度が３％未満の場合はキャリアが
像担持体に付着し、また、トナー濃度が８％を越える場
合はトナーが飛散し易くなる不具合が生じる。

【０１０７】以上、前述のような前記画像形成装置にお
いて、露光手段はレーザ光源に限定されるものではな
く、ライン状に設けたＬＥＤ素子、あるいは、ハロゲン
ランプ等であってもよい。

【０１０８】また、現像装置において、層厚規制部材の
規制部形状を、例えば、円弧形状とすることができ、磁
界発生手段も永久磁石に限らない。

【０１０９】更に、現像剤担持体にしても円筒状スリー
ブに代えて帯状にしてもよく、磁極の配列、磁力の強さ
も適宜決定できる等、本発明の技術的思想を逸脱する事
のない態様は広い。

【０１１０】なお、実施の形態においては、現像剤担持
体上にできる磁束密度分布曲線が、中心線を基準として
対称である場合について述べたが、左右非対称の場合も
あり、その場合の、既述した磁束密度分布のピーク位
置、および、半値幅とは以下の通りである。

【０１１１】図６は、特定の磁界発生手段に基づく磁束
密度分布が中心線を基準として非対称の場合を示す、図
４と対応する図である。

【０１１２】図において、磁束密度分布の実際のピーク
位置は中心線８１０から若干右にずれた位置にあり、約
０．０７５（Ｔ）を示している。

【０１１３】この８０％掛けの値に相当する部分（０．
０６（Ｔ））に引いた仮想の横線（中心線に対して直交
する線）８５０が通る中心線上の位置を磁束密度分布の
ピーク位置とする。

【０１１４】前記中心線８１０は、前記横線８５０の中
間点と、円筒状スリーブからなる現像剤担持体の中心と
を結ぶ仮想線上に重なっている。

【０１１５】参照符号８５１、８５３は前記横線８５０
が交わる分布曲線上の位置を示す。前記中心線８１０上
であって、磁力がピークの半値（０．０３（Ｔ））に対
応した部分を通る仮想の横線８６０を前記横線８５０と
平行に引いた時、当該横線８６０上であって分布曲線の
交点間の幅を半値幅とする。

【０１１６】交点８６２および８６４は、現像剤担持体
上における半値幅対応領域を示す。

【０１１７】

【発明の効果】簡単な構成でありながら、重合法により
生成される小粒径の非磁性トナーを含む二成分現像剤で
も安定した搬送供給ができ、また、高品質な画像の作製
を安定して得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の構成を示す模式図である。

【図２】現像装置の構成を説明するための模式図であ
る。

【図３】現像剤の層厚規制部を拡大して示す模式図であ
る。

【図４】現像剤担持体による現像剤の搬送量について説
明するための模式図である。

【図５】磁性材料と非磁性材料とを接合した層厚規制部
材を用いた場合の現像剤担持体による現像剤の搬送量を
示す模式図である。

【図６】磁束密度分布が中心線を基準として非対称の場
合を示す図である。

【符号の説明】

１画像形成装置２１像担持体２３現像装置２３２現像剤担持体２３３磁界発生手段７０層厚規制部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 9/087 Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｚ 9/10 15/08 ５０７Ｌ 15/09 9/08 ３８４ (72)発明者小林一敏東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 DA03 EA01 EA02 EA05 EA07 FA02 2H031 AB02 AB09 AC01 AC08 AC11 AC19 AC20 AC31 AC33 AD01 AD11 AE01 BA05 BA09 BB01 2H077 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AC16 AD06 AD13 AD16 AD23 AD31 EA03 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の磁界発生手段と、前記磁界発生手
段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体と、前
記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の特定の
磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを有し、
非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使
用する現像装置において、前記層厚規制部材を磁性材料で構成するとともに、前記現像剤担持体の回転方向に沿った前記層厚規制部材
の厚さ方向の中心が、特定の磁界発生手段で作られる磁
束密度分布のピーク位置を示す前記現像剤担持体上の位
置よりも当該現像剤担持体の回転方向にみて上流側であ
って、前記磁束密度分布の半値幅に対応した範囲内に位
置するように前記層厚規制部材を設けた、事を特徴とする現像装置。
【請求項２】複数の磁界発生手段と、前記磁界発生手
段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体と、前
記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の特定の
磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを有し、
非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使
用する現像装置において、前記層厚規制部材を非磁性材料で構成するとともに、前記現像剤担持体の回転方向に沿った前記層厚規制部材
の厚さ方向の中心が、特定の磁界発生手段で作られる磁
束密度分布のピーク位置を示す前記現像剤担持体上の位
置よりも当該現像剤担持体の回転方向にみて下流側であ
って、前記磁束密度分布の半値幅に対応した範囲内に位
置するように前記層厚規制部材を設けた、事を特徴とする現像装置。
【請求項３】前記現像剤担持体は非磁性材料からなる
円筒状のスリーブであり、前記層厚規制部材は板状であ
る事を特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像
装置。
【請求項４】複数の磁界発生手段と、前記磁界発生手
段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体と、前
記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の特定の
磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを有し、
非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使
用する現像装置において、前記層厚規制部材を磁性材料からなる板材と非磁性材料
からなる板材とを接合して構成し、かつ、前記現像剤担持体の回転方向に見て上流側に前記磁性材
料からなる板材を位置づけるとともに、前記層厚規制部材の接合面が、特定の磁界発生手段で作
られる磁束密度分布のピーク位置を示す前記現像剤担持
体上の位置よりも当該現像剤担持体の回転方向にみて下
流側であって、前記磁束密度分布の半値幅に対応した範
囲内に位置するように前記層厚規制部材を設けた、事を特徴とする現像装置。
【請求項５】前記現像剤担持体は非磁性材料からなる
円筒状のスリーブである事を特徴とする請求項４に記載
の現像装置。
【請求項６】複数の磁界発生手段と、前記磁界発生手
段を内包し、かつ、可回転に設けた現像剤担持体と、前
記現像剤担持体を挟んで前記磁界発生手段の内の特定の
磁界発生手段と対向して設けた層厚規制部材とを有し、
非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使
用する現像装置において、前記現像剤担持体の回転方向に沿った前記層厚規制部材
の厚さが、特定の磁界発生手段で作られる磁束密度分布
のピーク位置を示す前記現像剤担持体上の位置から、前
記磁束密度分布の半値幅に対応した位置までの寸法より
も小さい、事を特徴とする現像装置。
【請求項７】前記層厚規制部材は磁性材料で構成して
ある事を特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】前記層厚規制部材は非磁性材料で構成し
てある事を特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項９】前記層厚規制部材は磁性材料および非磁
性材料からなる板材を接合して構成したものである事を
特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項１０】前記現像剤担持体は非磁性材料からな
る円筒状のスリーブである事を特徴とする請求項６に記
載の現像装置。
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０の何れか１項
に記載の現像装置を用いるとともに、粒径が約４〜１０
μｍ、帯電量が約２０〜５０μｃ／ｇである、重合法に
より生成した非磁性トナーと、粒径が約３０〜６０μ
ｍ、１キロエルステッド中の磁化量が約２．５×１０^-5
ｗｂ・ｍ／ｋｇ〜８．８×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇである
磁性キャリアとを含み、かつ、トナー濃度が約３〜８％
である二成分現像剤を使用し、現像剤担持体を介して搬
送される前記二成分現像剤を像担持体上に接触させて、
当該像担持体上に形成した静電荷パターンをトナー像に
変換するとともに、当該トナー像を転写材上に転写する
ように構成した事を特徴とする画像形成装置。