JP2003167435A

JP2003167435A - 現像装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2003167435A
Application number: JP2001366384A
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: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】トナー飛散の発生を極力防止するように構成
した現像装置、および、重合法により生成した非磁性ト
ナーを含む二成分現像剤を使用して高画質の画像を形成
できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】可回転の現像ローラにより搬送される現
像剤を、現像処理位置よりも下流に位置し、かつ、最近
接位置でみて同方向に回転する現像剤除去ローラ上に磁
気吸着させ、更に下流に搬送した後に離脱させる構成と
した現像装置であって、前記現像剤除去ローラの回転方
向における現像剤の離脱位置から磁気吸着位置に達する
までの範囲内に、当該現像剤除去ローラの長手方向にお
ける周面一部と接触または近接する空間遮蔽部材を設け
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、磁気ブラシ型の現
像装置および当該現像装置に重合法により生成した非磁
性トナーを含む二成分現像剤を用いて画像を形成するプ
リンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】非磁性材料で作製した現像剤担持体を可
回転に構成するとともに、当該現像剤担持体内に適宜数
の磁石を位置固定で設け、現像処理操作に伴う前記現像
剤担持体の回転により、その表面上に二成分現像剤を磁
気吸着させ、当該現像剤の接触を介して像担持体上に形
成した静電荷潜像をトナー像に変換し、しかる後に、前
記トナー像を普通紙等の転写材上に転写するように構成
した画像形成装置は知られている。

【０００３】上述のような画像形成装置に用いられる現
像装置の一構成として、非磁性材料で作製した円筒状の
スリーブからなる現像剤除去ローラを、現像処理位置よ
りも下流であって、現像剤担持体に近接した上方位置に
可回転に設け、前記現像剤担持体により搬送される現像
剤を、内蔵した磁石により現像剤除去ローラ上に吸着さ
せ、現像処理部に対してより下流に搬送した後に、当該
現像剤除去ローラ上から除去（離脱）させる構成を本発
明者は企画し検討した。

【０００４】図４乃至図６は、上述した現像装置の構成
を示す模式図であり、以下、これら図を参照しながら現
像装置における問題点について説明する。

【０００５】なお、図示構成は本発明に係わる現像装置
の基本的骨格を有しているという意味合いもあるので、
構成についてはここで詳細に説明することとする。

【０００６】第一の構成を示す図４において、現像装置
２３は、静電荷潜像が形成される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に対して現像
処理を行うための開口部Ｓを形成する本体（場合によ
り、下側基枠または単に基枠という）２３０および蓋部
材（場合により、上側基枠または単に基枠という）２３
１と、両者間に設けた側壁（不図示）とを有する。

【０００７】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（円筒状のスリー
ブからなるローラ形状でも、ベルト状であっても、所定
の機能を発揮しうるものなら形状は問わないが、便宜
上、以下、現像ローラという）２３２、当該現像ローラ
２３２に内蔵され、位置固定された円筒状の磁石（実質
的には、磁極と同義であり、図では磁極の極性で示して
ある。尚、説明の都合上、磁極という場合がある）２３
３を始めとして、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む
二成分現像剤（以下、場合により単に現像剤という）を
撹拌しながら搬送する二本の撹拌スクリュー２３４、撹
拌後の現像剤を前記現像ローラ２３２に向けて供給する
供給スクリュー２３５、前記現像ローラ２３２の上方に
おける周面一部に近接して設けた、円筒状の非磁性スリ
ーブで構成した可回転の現像剤除去ローラ２３６および
前記現像剤除去ローラ２３６上から除去（離脱）された
現像剤を回収する回収スクリュー２３７を有する。

【０００８】前記現像剤除去ローラ２３６は、最近接点
でみて前記現像ローラ２３２と同方向に回転するように
構成してあり、また、複数の磁極を有する円筒状の磁石
Ｍを位置固定で内蔵している。

【０００９】前記構成において、撹拌供給系のスクリュ
ー２３４、２３５と現像剤除去ローラ２３６および回収
スクリュー２３７とは、図示の如く、仕切壁２３８によ
り上下に区画されている。

【００１０】前記仕切壁２３８の自由端部は前記現像ロ
ーラ２３２と現像剤除去ローラとの間であって、現像ロ
ーラの周面に近接している。

【００１１】現像ローラ２３２および現像剤除去ローラ
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。

【００１２】ところで、前記現像剤担持体２３２に内包
されている磁石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、Ｓ２、Ｎ
３、Ｎ４、Ｓ３の磁極を有する。

【００１３】参照符号７０は、前記磁極Ｓ３と前記現像
ローラ２３２を挟んで対向するように設けた層厚規制部
材で、前記現像ローラ２３２上における現像剤の層厚を
規制する、換言すれば、現像剤供給量を安定化させる機
能を有する。

【００１４】前記現像剤除去ローラ２３６内の磁極Ｓ１
は、前記現像ローラ２３２内の磁極Ｎ３と対向してお
り、現像処理後に当該現像ローラ２３２で搬送される現
像剤を現像剤除去ローラ２３６上に磁気吸着させる機能
を有する。

【００１５】なお、前記現像ローラ２３２と前記現像剤
除去ローラ２３６とは、両者の最近接位置でみて同方向
に回転する構成にある。

【００１６】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、前記現像ローラ２
３２上に磁気吸着された現像剤は、前記現像ローラ２３
２の回転を介して下方から上方に搬送され、最近接位置
において反対方向に回転する感光体２１表面に接触され
る。

【００１７】接触現像処理を終えた現像剤は磁極Ｎ３の
近傍において前記現像剤除去ローラ２３６上に磁気的に
剥ぎ取られ、現像処理部に対してより下流に搬送された
後、磁極Ｓ２のある離脱位置で当該現像剤除去ローラ２
３６から除去される。

【００１８】除去後の現像剤は、回収部にある回収スク
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
び供給スクリュー２３５を介して前記現像ローラ２３２
に供給され、前述の挙動を繰り返す。

【００１９】ところで、斯様な構成の現像装置において
は、回収スクリュー２３７の大きな回転数によりトナー
粉末がキャリア粒子から遊離し、また、回収スクリュー
２３７の回転のみならず現像剤除去ローラ２３６の回転
に伴って、上側基枠２３１と現像剤除去ローラ２３６の
上方、および、前記現像ローラの上方から左方を介して
開口部Ｓに繋がる範囲の空間に発生する空気流にのって
前記トナー（粉末）が流れ、前記開口部Ｓから飛散し、
やがて、画像形成装置内、あるいは、現像装置の下側に
付設される、例えば、転写極等の部材を汚染してしまう
問題があった。

【００２０】上記構成は、単純に現像ローラからスクレ
ーパにより現像処理後の現像剤を剥ぎ落とす構成の従来
装置に比較すると飛散トナー量を極めて少なく押さえる
ことができるが、充分満足できるものではなかった。

【００２１】第二の構成を示す図５の現像装置において
は、現像剤除去ローラの回転方向が前記第一の構成と逆
（現像ローラとの最近接位置において逆方向に回転）の
関係にあり、また、現像剤除去ローラ２３６上から現像
剤を掻き取るための掻き取り部材２３９を付加した構成
としてある。

【００２２】しかしながら、上記の態様においては掻き
取り部でトナー飛散が発生し、前述したと同様の問題が
生じる。

【００２３】第三の構成を示す図６の現像装置において
は、第一の構成から回収スクリューを省き、現像剤除去
ローラから離脱した現像剤を撹拌スクリューにより撹拌
されている現像剤上に落下せしめるようにしてある。

【００２４】しかしながら、この構成においても、現像
剤の離脱時にトナー飛散が発生し、現像剤除去ローラ、
および、現像ローラと上側基枠２３１との間に形成され
る空間を通ってトナー粉末が開口部Ｓから漏出してしま
う。

【００２５】上記のようなトナー飛散、トナー漏洩は、
現像装置の小型化と相俟って、高画質の画像形成に適し
ている重合法により生成した非磁性の小粒径トナーを二
成分現像剤のトナーとして用いる場合、特に問題とな
る。

【００２６】更に、図４に示す構成の場合、回収スクリ
ューのある区域、即ち、回収部に貯まっている現像剤の
嵩によって、磁気的には現像剤除去ローラ上の磁極Ｓ２
（機能上、現像剤を釈放する釈放極といえる）の位置に
おいて現像剤を磁気的に剥がしていても、実際には離脱
しないまま下流に搬送される現像剤が出現し、斯様な現
像剤のすり抜けは、現像剤除去ローラの現像剤の受け取
り能力を低下させたり、現像ゴーストを引き起こすとい
う問題もあった。

【００２７】また、前記現像剤除去ローラは現像ローラ
上の現像剤を良好に剥ぎ取ることができる有用なもので
あるが、一方において、現像剤の搬送路長を増すため、
現像剤の耐久性の低下を招くということが解った。

【００２８】例えば、磁性キャリアがコーティングキャ
リアである場合、コーティング膜厚の減耗速度が速まっ
たり、特に軟化点が１２０℃以下の重合トナーを用いた
場合、キャリアの表面にトナーが付着し、トナーとして
寄与できなくなる所謂スペントトナーの発生という問題
があった。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
問題に鑑みてなされたもので、主たる目的は、トナー飛
散の発生を極力防止するように構成した現像装置、およ
び、重合法により生成した非磁性トナーを含む二成分現
像剤を使用して高画質の画像を形成できる画像形成装置
を提供することにある。

【００３０】本発明の他の目的は、現像剤の耐久性の低
下防止を図った現像装置を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は下記の構
成により達成することができる。

【００３２】（１）可回転の現像ローラにより搬送され
る現像剤を、現像処理位置よりも下流に位置し、かつ、
最近接位置でみて同方向に回転する現像剤除去ローラ上
に磁気吸着させ、更に下流に搬送した後に離脱させる構
成とした現像装置であって、前記現像剤除去ローラの回
転方向における現像剤の離脱位置から磁気吸着位置に達
するまでの範囲内に、当該現像剤除去ローラの長手方向
における周面一部と接触または近接する空間遮蔽部材を
設けた事を特徴とする現像装置。

【００３３】（２）可回転の現像ローラにより下方から
上方に向けて搬送される現像剤を、現像処理位置よりも
下流に位置し、かつ、最近接位置でみて同方向に回転す
る現像剤除去ローラ上に磁気吸着させ、更に下流に搬送
した後に離脱させる構成とした現像装置であって、前記
現像剤除去ローラを前記現像ローラの上方または横に近
接配置するとともに、前記現像剤除去ローラの回転方向
における現像剤の離脱位置から磁気吸着位置に達するま
での範囲内に、当該現像剤除去ローラの長手方向におけ
る周面一部と接触または近接する空間遮蔽部材を設けた
事を特徴とする現像装置。

【００３４】（３）内蔵した位置固定の磁石により吸着
せしめた現像剤を搬送する可回転の現像ローラと、前記
現像ローラの上方に近接配置され、前記現像ローラで搬
送された現像剤を磁気吸着して下流に搬送した後に離脱
させる可回転の現像剤除去ローラと、を有し、前記現像
剤除去ローラは、位置固定の磁石を内蔵するとともに、
最近接位置でみて前記現像ローラの回転方向と同方向に
回転可能であり、かつ、５μｍ以下の表面粗さ（Ｒｚ）
を有している事を特徴とする現像装置。

【００３５】（４）前記（１）乃至前記（３）のいずれ
か１項に記載の現像装置を用いるとともに、現像剤とし
て、粒径が約４μｍ〜約１０μｍ、帯電量が約２０μｃ
／ｇ〜約５０μｃ／ｇの範囲にある重合法により生成し
た非磁性トナーと、粒径が約３０μｍ〜６０μｍ、１キ
ロエルステッド中の磁化量が約２．５×１０^-5ｗｂ・ｍ
／ｋｇ〜約８．８×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇの範囲にある
磁性キャリアとを含むトナー濃度が約３％〜約８％であ
る二成分現像剤を用い、像担持体上に形成した静電荷潜
像を接触現像によりトナー像に変換した後、転写材に転
写するように構成した事を特徴とする画像形成装置。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明に係わる実施の形態につい
て、以下、図１乃至図３を用いて説明する。

【００３７】以後、全ての図において、前述した部材
（手段）と同一の部材（手段）については同じ参照符号
を付してある。

【００３８】図１および図２は現像装置の第１および第
２の実施の形態を示す模式図、図３は画像形成装置の構
成を示す模式図である。

【００３９】なお、図１および図２に示す現像装置はそ
れぞれ図６および図４に示す基本的構成を有しており、
また、その構成については、特に図４を用いて詳細に説
明したので、ここでの重複した説明は省略する。

【００４０】図１において、参照符号８０は空間遮蔽部
材（以下、単に遮蔽部材という）であり、前記現像剤除
去ローラ２３６の周面と、当該周面と空隙を以て対向す
る上側基枠２３１との間の空間８００を遮断、または、
実質的に遮断する機能を有する。

【００４１】換言すれば、前記遮蔽部材８０は、現像剤
除去ローラ２３６の回転方向における現像剤の離脱位置
（磁極Ｓ２に対向する現像剤除去ローラの周面上の位
置、または、その近傍位置の意）を越えた位置から、現
像ローラ２３２上から現像剤を受け取る磁気吸着位置
（磁極Ｓ１に対向する現像剤除去ローラの周面上の位
置、または、その近傍位置の意）に達するまでの範囲内
であって、前記現像剤除去ローラの長手方向における周
面一部に対して自身の先端又は先端部が接触または近接
するように、前記上側基枠２３１にネジ、接着剤等で位
置固定されている。

【００４２】前記遮蔽部材は、所期目的であるトナー飛
散をゼロ乃至許容範囲に納めることができ、現像剤処理
上で支障を来さないのであれば、樹脂、非磁性金属等の
材質に囚われなくともよく、更に、例えば、板材の先端
部に多数の糸を簾上に設けた構成としたり、又、先端形
状を楔形あるいは他の形状としてもよい等、設計の自由
度を広げることができる。

【００４３】本実施の形態における遮蔽部材は、ウレタ
ンシートをへの字に折り曲げ、先端部腹部が、磁極Ｓ１
とＳ２間における現像剤除去ローラ周面に軽圧接するよ
うに上側基枠２３１に取り付けてある。

【００４４】また、前記現像剤除去ローラ２３６の周面
は滑面でも粗面でもよいが、例えば、現像剤の組成ある
いは装置構成により、前述した現像剤のすり抜けが生
じ、それに起因して現像ゴーストが発生してしまうよう
な場合には、粗面にすることが望ましい。

【００４５】また、キャリアがコーティングキャリアで
ある場合、ＪＩＳで定められる表面粗さ（十点平均粗さ
（Ｒｚ））は５μｍ以下が好ましく、５μｍを越えた表
面粗さでは、キャリア膜摩耗やキャリアスペント等が生
じることがあるので好ましくない。

【００４６】本発明に係わる現像装置は上記の構成を有
するので、作動時における現像剤は下記の如き挙動を示
す。

【００４７】現像ローラ２３２上に磁気吸着した現像剤
は前記現像ローラ２３２の回転により下方から上方に向
けて搬送され、開口部Ｓ（ここでは現像領域と同義）を
介して更に下流（図においてはより上方の位置）に搬送
された後、磁極Ｎ３のある近傍において現像剤除去ロー
ラ側の磁極Ｓ１の作用を受けて、逐次、当該現像剤除去
ローラ２３６上に磁気吸着する。

【００４８】その後、磁極Ｎ１の作用を受けて現像剤除
去ローラ２３６上に保持されたまま更に下流に搬送さ
れ、磁極Ｓ２のある近傍において反発磁界により離脱さ
れる。

【００４９】前記の離脱時にトナーが浮遊するが、前記
遮蔽部材８０が前記空間８００を塞いでいるために、開
口部Ｓを介しての浮遊トナーの漏洩は防止され、或い
は、極めて微量に抑制される。

【００５０】離脱した現像剤は、前記現像ローラによる
現像処理幅よりも外側位置であって、撹拌スクリューの
内、内側（左側）の撹拌スクリュー２３４上に落下され
る。

【００５１】この現像剤は、前記現像処理幅よりも外側
において、図面上、右側の撹拌スクリュー２３４に受け
渡され、図の奥側において再度、左側の撹拌スクリュー
２３４に受け渡されて図の手前側に搬送されるようにな
っており、手前側への搬送中に供給スクリュー２３５の
近傍にある現像剤に混入される。

【００５２】やがて、前記現像剤は現像ローラ２３２上
に磁気吸着され、層厚規制部材７０により所定の厚さに
規制された後、再び、現像領域における接触現像を介し
て図示しない感光体上の静電荷潜像をトナー像に変換
し、以後、前述の挙動を繰り返す。

【００５３】図２に示す現像装置において、図１の現像
装置に付設した場所と同じ場所に遮蔽部材８０が取り付
けられており、回収スクリュー２３７の回転に伴って発
生する空気の流れが前記遮蔽部材により抑止される結
果、現像装置外へのトナー飛散（漏洩）が抑止される。

【００５４】なお、仕切壁２３８で区画された回収部に
おける回収スクリュー２３７により、現像剤除去ローラ
２３６から離脱した現像剤は、図１を用いて説明したと
同様の撹拌スクリュー２３４に導かれる。

【００５５】上記２つの実施の形態に係わる現像装置の
諸元を下記の如くとするとともに、磁性キャリアおよび
重合法により生成した非磁性トナーとを含むトナー濃度
（トナー＋キャリア中のトナー質量％）６％の二成分現
像剤を用いて、現像装置外へのトナー飛散の程度を評価
した結果は次の通りであった。

【００５６】なお、評価は、現像装置の前方２ｃｍの所
に白紙を置き、現像装置を３０分間連続回転させた後、
非作動となし、前記白紙に付着した飛散トナーを反射濃
度計で測定することにより評価した。

【００５７】（現像装置諸元）現像ローラ（非磁性）径２５ｍｍ現像ローラ回転数２５０ｒｐｍ現像ローラ軸方向長さ３３０ｍｍ現像剤搬送量４０ｍｇ／ｃｍ² 現像剤除去ローラ（非磁性）径１６ｍｍ現像剤除去ローラ回転数３９０ｒｐｍ軸方向長さ３３０ｍｍ現像ローラと現像剤除去ローラとの最短距離１．５ｍｍ遮蔽部材有り（現像剤）非磁性トナーの質量平均粒径６μｍ非磁性トナーの帯電量３０μｃ／ｇ磁性キャリアの質量平均粒径４０μｍ磁性キャリアの磁化量（１キロエルステッド中において）５．５×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇ（評価結果）図５の構成を有する現像装置を使用した場合、反射濃度は０．３〜０．６、図６の構成を有する現像装置を使用した場合、反射濃度は約０．１５、図４の構成を有する現像装置を使用した場合、反射濃度は約０．１０、図１の構成を有する現像装置を使用した場合、反射濃度は０．１０以下、図２の構成を有する現像装置を使用した場合、反射濃度は０．０８以下、であり、従来の現像装置に比してトナー飛散を１／３以
下に押さえることができ、大幅な改善が確認できた。

【００５８】上記結果は、従来の構成からなる現像装置
に比べてトナーの有効な消費を促すとともに、画像形成
装置を汚染から防御できる事を意味する。

【００５９】なお、現像装置および現像剤の諸元を、取
り扱い性、装置のコンパクト化等を考慮した以下の範囲
で変更しても、従来装置に比べてトナー飛散を極めて低
レベル（例えば、従来の５０〜６０％）に押さえること
が可能である。

【００６０】現像ローラ径１６ｍｍ〜３５ｍｍ現像ローラ回転数１５０ｒｐｍ〜３５０ｒｐｍ現像剤搬送量１０ｍｇ／ｃｍ²〜６０ｍｇ／ｃｍ² 現像剤除去ローラ径１４ｍｍ〜２５ｍｍ現像剤除去ローラ回転数２３０ｒｐｍ〜５５０ｒｐｍ現像ローラと現像剤除去ローラとの最短距離１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ（現像剤）非磁性トナーの質量平均粒径４μｍ〜１０μｍ非磁性トナーの帯電量２０μｃ／ｇ〜５０μｃ／ｇ磁性キャリアの質量平均粒径３０μｍ〜６０μｍ磁性キャリアの磁化量（１キロエルステッド中において）２．５×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇ〜８．８×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇトナー濃度３％〜８％現像剤除去ローラまたは当該現像剤除去ローラと遮蔽部
材等を具備する構成の現像装置により得られるトナー飛
散に関する効果は、重合トナー使用の二成分現像剤でな
くとも享受できるものであり、また、接触現像、非接触
現像の如く現像方式を拘束するものでもない。

【００６１】更に、現像ローラに対して現像剤除去ロー
ラを上方位置でなく、例えば、下方位置あるいは真横の
位置に配置する仕様も考えられるが、前記遮蔽部材は前
述した範囲と基本的に同じ範囲に、同じような方法で設
けることができる。

【００６２】また、上記した諸元の範囲にあり、かつ、
表面が滑面（表面粗さゼロ）、表面粗さ（十点平均粗さ
（Ｒｚ））が１μｍ〜４μｍ未満、４μｍ〜６μｍ未
満、６μｍ〜１０μｍ未満、１０μｍ〜２０μｍ未満、
２０μｍ以上とした現像剤除去ローラを含む図４の構成
の複数の現像装置に、上記した範囲の磁化量を有するフ
ッ素コーティング（膜厚１〜５質量％）を施したキャリ
ア（質量平均粒径６０μｍ〜８０μｍ）と、上記した範
囲の帯電量を有するポリエステルトナー（質量平均粒径
６μｍ〜１２μｍ）を含むタイプ１の現像剤を収納し、
当該現像装置を画像形成装置に組み込んで画像形成した
ときの現像装置の作動時間とキャリアの膜厚減耗量との
関係を検討評価し、また、タイプ２として、上記した範
囲の磁化量を有するアクリルコーティング（膜厚１〜５
質量％）を施したキャリア（質量平均粒径３０μｍ〜６
０μｍ）と、上記した範囲の帯電量を有する重合スチレ
ン−アクリルトナー（質量平均粒径３μｍ〜７μｍで軟
化点が１２０℃）を含む現像剤を前記現像装置に収納
し、当該現像装置を画像形成装置に組み込んで画像形成
したときの現像装置の作動時間とスペントトナー（キャ
リアに付着して現像に寄与できなくなったトナー）発生
との関係、および、現像装置の作動時間と現像剤のすり
抜けとの関係を検討評価した。

【００６３】その結果、膜厚減耗については、現像剤除
去ローラの表面粗さがゼロである場合は良好で、コーテ
ィング膜の減耗に変化が見られ始めたのは長時間経過後
（作動時間約１０時間）であった。

【００６４】この時間を基準とすると、表面粗さ（Ｒ
ｚ）が１〜６μｍ未満の場合も基準と同じで良好である
が、６μｍ〜１０μｍ未満の場合は基準の１．２倍、１
０μｍ〜２０μｍ未満の場合は１．５倍、２０μｍ以上
の場合は２倍以上の速度で同程度の摩耗を示し、少なく
とも１０μｍ以上は好ましくない。

【００６５】また、スペントトナーの発生については、
表面粗さ（ＲＺ）がゼロである場合、その発生が見られ
たのは長時間経過後（約１０時間）であった。

【００６６】この時間を基準とすると、表面粗さ（Ｒ
ｚ）が１〜６μｍ未満の場合は基準と同じで良好である
が、６μｍ〜１０μｍ未満の場合は基準の１．２倍、１
０μｍ〜２０μｍ未満の場合は１．５倍、２０μｍ以上
の場合は２倍以上の速度で同程度のスペントトナーの発
生が見られ、１０μｍは好ましくない。

【００６７】更に、現像剤すり抜けについては、表面粗
さ（Ｒｚ）がゼロ（滑面）の場合、極めて良好（すり抜
けが殆どないの意）、表面粗さ（Ｒｚ）１〜６μｍ未満
の場合も良好で高画質の画像形成に有用であるが、６μ
ｍ〜１０μｍ未満の場合、基本的な性能は確保されるが
現像画像に僅かな掠れが稀に生じることがあり、１０μ
ｍ以上になると現像ゴーストがひどくなる傾向が見られ
るので好ましくない。

【００６８】上記から明らかなように、現像剤除去ロー
ラを用いる場合、または、現像剤除去ローラから離脱し
た現像剤が一時的に蓄積される回収部がある現像装置に
おいては、前記現像剤除去ローラの表面粗さ（Ｒｚ）を
０〜６μｍ未満に形成することが、コーティングキャリ
アの膜厚摩耗、スペントトナーの発生、現像剤すり抜け
に伴う現像ゴーストによる画質低下等を抑制するのに有
効である。

【００６９】換言すれば、上記構成により、現像剤除去
ローラがなかった従来構成の現像装置を使用した場合の
現像剤と同等のレベルまで、現像剤の耐久性を向上させ
ることができ、また、現像剤すり抜けを防止できるの
で、現像ゴーストという不具合をほぼ解消し得た。

【００７０】図３は、デジタル方式による画像形成装置
の構成を示す模式図である。図において、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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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ること
により行う。

【００７５】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。

【００７６】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に対しての読み取りは、前
記第１ミラーユニット１５および第２ミラーユニット１
６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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】前記現像装置２３としては、表面粗さ（Ｒ
ｚ）０、即ち、滑面の表面を持つ現像剤除去ローラを有
する図１または図２の構成からなる現像装置、あるい
は、１〜５μｍ以下の表面粗さ（Ｒｚ）を持つ現像剤除
去ローラを有する図１または図２の構成からなる現像装
置を使用することができるが、本実施の形態において
は、３μｍの表面粗さ（Ｒｚ）を持った図２の構成の現
像装置を用いた。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】前記現像装置２３内の現像ローラは感光体
２１との最近接位置において逆方向に回転し、現像剤を
下方から上方に搬送するようになっている。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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
と重合法により生成した非磁性トナー（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。

【００８８】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４１（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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】次に二成分現像剤について簡単に述べる。
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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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を越えると現像性に影響がでるので好ましくない。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】磁性キャリアの粒径が前記の範囲内にある
と、現像ローラ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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】前記磁化量は現像ローラ上の磁束密度にも
よるが、現像ローラ上の磁束密度が、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の
原因となる。

【０１０６】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。

【０１０７】尚、より好ましい磁性キャリアの粒径範囲
は約４０μｍ〜５０μｍである。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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】なお、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。

【０１１１】また、本発明は、現像剤も重合法で得たト
ナーを含む二成分現像剤のみならず、他の製法からなる
トナーを含む二成分現像剤を使用する場合でも適用で
き、また、現像ローラを構成する円筒状のスリーブに代
えて、薄肉のベルトを使用する構成等、本明細書に記載
の技術的思想を逸脱することのない応用、変形を包含す
るものである。

【０１１２】

【発明の効果】重合法により生成した小粒径のトナーを
含む二成分現像剤でも安心して使用することができる。

【０１１３】また、現像剤除去ローラを用いた場合で
も、現像剤の耐久性を低下させることがなく、安定した
高画質の画像作製を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の第１の実施の形態を示す模式図であ
る。

【図２】現像装置の第２の実施の形態を示す模式図であ
る。

【図３】画像形成装置の構成を示す模式図である。

【図４】現像装置の構成を示す模式図である。

【図５】現像装置の構成を示す模式図である。

【図６】現像装置の構成を示す模式図である。

【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（現像ローラ）２３３磁石８０空間遮蔽部材８００空間

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/09 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｘ 9/08 ３８４３５１ (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 AB06 BA00 DA03 EA01 EA02 EA05 EA07 FA02 2H031 AB02 AC09 AC14 AC15 AC19 AC28 AD01 AE01 BA08 BA09 2H077 AB02 AC02 AC12 AD02 AD06 AD31 CA11 EA03 EA15 EA16 FA01 FA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可回転の現像ローラにより搬送される現
像剤を、現像処理位置よりも下流に位置し、かつ、最近
接位置でみて同方向に回転する現像剤除去ローラ上に磁
気吸着させ、更に下流に搬送した後に離脱させる構成と
した現像装置であって、前記現像剤除去ローラの回転方
向における現像剤の離脱位置から磁気吸着位置に達する
までの範囲内に、当該現像剤除去ローラの長手方向にお
ける周面一部と接触または近接する空間遮蔽部材を設け
た事を特徴とする現像装置。
【請求項２】可回転の現像ローラにより下方から上方
に向けて搬送される現像剤を、現像処理位置よりも下流
に位置し、かつ、最近接位置でみて同方向に回転する現
像剤除去ローラ上に磁気吸着させ、更に下流に搬送した
後に離脱させる構成とした現像装置であって、前記現像
剤除去ローラを前記現像ローラの上方または横に近接配
置するとともに、前記現像剤除去ローラの回転方向にお
ける現像剤の離脱位置から磁気吸着位置に達するまでの
範囲内に、当該現像剤除去ローラの長手方向における周
面一部と接触または近接する空間遮蔽部材を設けた事を
特徴とする現像装置。
【請求項３】前記現像剤除去ローラは非磁性材料から
なる円筒状スリーブであり、５μｍ以下の表面粗さ（Ｒ
ｚ）を有す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】内蔵した位置固定の磁石により吸着せし
めた現像剤を搬送する可回転の現像ローラと、前記現像
ローラの上方に近接配置され、前記現像ローラで搬送さ
れた現像剤を磁気吸着して下流に搬送した後に離脱させ
る可回転の現像剤除去ローラと、を有し、前記現像剤除
去ローラは、位置固定の磁石を内蔵するとともに、最近
接位置でみて前記現像ローラの回転方向と同方向に回転
可能であり、かつ、５μｍ以下の表面粗さ（Ｒｚ）を有
している事を特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
記載の現像装置を用いるとともに、現像剤として、粒径
が約４μｍ〜約１０μｍ、帯電量が約２０μｃ／ｇ〜約
５０μｃ／ｇの範囲にある重合法により生成した非磁性
トナーと、粒径が約３０μｍ〜６０μｍ、１キロエルス
テッド中の磁化量が約２．５×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇ〜
約８．８×１０^-5ｗｂ・ｍ／ｋｇの範囲にある磁性キャ
リアとを含むトナー濃度が約３％〜約８％である二成分
現像剤を用い、像担持体上に形成した静電荷潜像を接触
現像によりトナー像に変換した後、転写材に転写するよ
うに構成した事を特徴とする画像形成装置。