JP2003323049A

JP2003323049A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2003323049A
Application number: JP2002127277A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Miyoshi; 康雄三好
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリア・トナーの飛散による感光体への付
着を低減することで、地汚れやキャリア付着による異常
画像を現象させるとともに、システムの劣化を低減し、
高寿命で信頼性を向上させ、なおかつ高画質を達成でき
る画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ４１には、非磁性体を円筒状
に形成してなる現像スリーブ４３が時計回り方向に回転
されるようにして備えられている。また、現像スリーブ
４３内には、この現像スリーブ４３の表面上に現像剤を
穂立ちさせるように磁界を形成する磁石ローラ体４４が
固定状態で備えられている。形成された磁気ブラシは、
現像スリーブ４３の回転移送にともなって現像スリーブ
４３と同方向に移送されることとなる。前記現像領域の
上流側部分には、現像剤の量を規制するドクタブレード
４５が設置されている。さらに前記現像ローラ４１の後
方領域には、現像ケーシング４６内の現像剤を撹拌させ
ながら現像ローラ４１側に汲み上げるスクリュ４７が設
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、さらに詳しくは、キャリア、トナーの飛散を防止し
た現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機、プリンタ、ファクシ
ミリなどの電子写真方式の画像形成装置においては、感
光体ドラムや感光体ベルトからなる潜像担持体上に、画
像情報に対応した静電潜像を形成し、現像装置によって
トナー像を形成して可視像を得るようにしている。この
ような電子写真方式においては、現像剤がトナーのみか
らなる１成分現像方式と、現像剤がトナーとキャリアと
を含む２成分現像方式とが公知の技術として存在する。
このうち２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式は、
転写性や温度・湿度に対する現像特性の安定性に優れた
現像方式として知られている。この磁気ブラシ現像方式
とは、現像剤担持体上にブラシチェーン状に穂立ちされ
て保持された２成分現像剤が、潜像担持体に対向する現
像領域において現像剤中のトナーを潜像担持体上の静電
潜像部分に供給する方式である。しかし、前記の２成分
現像方式では、現像剤の量を規制する規制部材から現像
領域までの開口部において、現像剤が担持体から離脱す
るといった現象が起きていた。これは、トナーの帯電量
の低下および磁気拘束力が低下し、磁気ブラシ運動によ
る遠心力および静電気力の影響が相対的に大きくなるた
めであると考えられている。このようなトナーおよびキ
ャリアの飛散は、装置を汚染するとともに、剤の寿命も
低下させていた。また、感光体上に付着することで、転
写紙上の地汚れやキャリア付着となり、画質を低下させ
ていた。さらに、転写紙上にトナーやキャリアが現れな
い場合でも、感光体とクリーニングブレードの間に溜ま
り、感光体を削ってしまい、感光体の寿命を低下させる
要因となっていた。

【０００３】そこで、剤の飛散および感光体への付着を
低減する方法として、特許第２６８２９８８号には、小
径現像スリーブの問題を解決すると共に、大径スリーブ
における現像画像の画質向上も行える現像装置について
開示されている。これによると、静電像担持体と対向し
て静電像を現像する現像部を形成し、キャリアとトナー
とを有する現像剤を担持して移動する現像剤担持体と、
現像部に設けられ磁気ブラシを形成するための現像磁極
と、を有し、前記静電像担持体と前記現像剤担持体の間
に形成される交番電界中で磁気ブラシを前記静電像担持
体に接触させて現像を行なう現像装置において、上記現
像磁極が形成する磁束密度分布曲線はピークより現像剤
担持体の移動方向上流側が下流側よりも急であり、磁束
密度分布のピークの位置とピークの半値の位置との距離
は下流側が上流側の２倍以上であるとしている。しか
し、この発明では、磁気ブラシ立ち上り時のキャリアの
飛散が発生し、現像領域中でキャリアを磁気ブラシに付
着させねばならず、現像領域の剤の状態によりキャリア
は、回収されずに残ってしまうといった問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる課題
に鑑み、キャリア・トナーの飛散による感光体への付着
を低減することで、地汚れやキャリア付着による異常画
像を現象させるとともに、システムの劣化を低減し、高
寿命で信頼性を向上させ、なおかつ高画質を達成できる
現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１は、トナーとキャリアからなる
２成分現像剤と、該２成分現像剤を担持する現像ローラ
と、該現像ローラ上に担持された２成分現像剤の量を規
制するドクタブレードと、前記２成分現像剤を攪拌しな
がら前記現像ローラ側に汲み上げるスクリュと、を有す
る現像装置と、該現像装置から供給されるトナーによっ
て担持した静電潜像を現像される感光体と、を備えた画
像形成装置において、前記現像ローラは、非磁性体から
なる回転自在な円筒状の現像スリーブと、該現像スリー
ブ内に固定配置されて該現像スリーブ表面上に前記２成
分現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石ロー
ラ体とを備え、前記２成分現像剤が前記ドクタブレード
通過後から、前記磁石ローラ体の現像主極までの間に位
置する少なくとも１極の磁場に対して、前記現像ローラ
表面の磁束密度ベクトルの角度が３０度以下となる領域
での磁束密度の大きさを６００ガウス以上としたことを
特徴とする。実験的に磁束密度の角度（接線磁束密度Ｂ
θ、法線磁束密度Ｂｒとしたとき磁束密度の角度は、ｔ
ａｎ^−１（Ｂｒ／Ｂθ）となる）が３０度以下の領域で
の磁束密度が、６００ガウスとなる磁束密度分布での剤
の挙動を観察したところ、磁束密度の角度が３０度近辺
で磁気ブラシが立ち上がるようになり、しかも、急速に
立ち上がる磁気ブラシが減少し、それに伴ないトナーの
飛散もみられなくなった。つまり、磁束密度の角度が３
０度以下の領域での磁束密度を６００ガウス以上とする
ことで、キャリアにかかる力が増加し、磁気ブラシが磁
束密度の角度が低い領域でも立ち上がるようになり、そ
のため、急速に立ち上がる磁気ブラシがなくなり、剤の
飛散が低減する。かかる発明によれば、このような構成
を用いることで、剤の飛散がなくなり、剤の劣化や、機
内の汚染が低減する。また、磁場構成を現像極に用いる
事で、トナーの飛散が低減し地汚れを減少することがで
きる。

【０００６】請求項２は、前記２成分現像剤が前記ドク
タブレードを通過した直後の位置から、前記磁石ローラ
体の現像主極までの間に位置する少なくとも１極を、前
記ドクタブレードに最も近接する位置に配置することを
特徴とする。トナーとキャリアからなる２成分現像方式
では、現像剤の量を規制するドクタブレードから現像領
域までの開口部において、現像剤が現像ローラから離脱
するといった現象が起き易い。これは、トナーの帯電量
の低下および磁気拘束力が低下し、磁気ブラシ運動によ
る遠心力および静電気力の影響が相対的に大きくなるた
めであると考えられている。従って、開口部に近いドク
タブレードの近傍にある磁石の極を、現像ローラ表面の
磁束密度ベクトルの角度が３０度以下となる領域での磁
束密度の大きさを６００ガウス以上にする。かかる発明
によれば、ドクタブレードに最も近接する位置に、条件
を満たした極を配置するので、最も効率よく地汚れなど
の異常画像を低減することができる。請求項３は、前記
２成分現像剤が前記ドクタブレードを通過した直後の位
置から、前記磁石ローラ体の現像主極までの間に位置す
る少なくとも１極の磁場により現像を行なうことを特徴
とする。現像ローラ表面の磁束密度ベクトルの角度が、
３０度以下となる領域での磁束密度の大きさを６００ガ
ウス以上にすることにより、実験的に地汚れなどの異常
画像を低減することが判っているので、この条件を満足
する磁石体を現像ローラに備えた現像装置により現像す
るのが好ましい。かかる発明によれば、現像ローラ表面
の磁束密度ベクトルの角度が、３０度以下となる領域で
の磁束密度の大きさを６００ガウス以上の極により現像
するので、地汚れなどの異常画像が少ない現像装置を提
供することができる。請求項４は、前記２成分現像剤を
構成するキャリアの平均粒径が５５μｍ以下であること
を特徴とする。キャリア粒径が小さい程、キャリアの長
さのばらつきも低減され、均一な磁気ブラシが形成され
る。その結果、画像のザラツキも減少して画質が向上す
る。そのときのキャリアの平均粒径は実験的に５５μｍ
以下であることが判明した。かかる発明によれば、キャ
リアの平均粒径が５５μｍ以下のすることにより、画像
のザラツキを減少して画質を向上することができる。

【０００７】請求項５は、前記２成分現像剤を構成する
キャリアとして、比重が３以下の材料を用いることを特
徴とする。また、比重の低いキャリアを用いると、キャ
リア１個の質量が軽くなるため、相対的な力が大きくな
りより効果が得られる。これにより、同一の力でも磁場
の影響を受けやすくすることができるので、現像器に使
用する磁石ローラ体を小型に構成することができる。か
かる発明によれば、キャリアの比重を３以下にすること
により、現像器に使用する磁石ローラ体を小型に構成す
ることができる。請求項６は、前記現像ローラ表面の磁
束密度ベクトルの角度が９０度乃至１３５度の範囲で磁
束密の大きさが６００ガウス以上となるように構成した
ことを特徴とする。小粒径キャリアを用いた場合、現像
領域の出口での、キャリア付着が発生しやすくなるが、
これは、ニップ出口領域における磁束密度を大きくする
事で、キャリア間の磁気拘束力が増加し、キャリア付着
が低減する。実験により、法線磁束密度のピーク値を７
５０ガウス、磁束分布は磁束密度の角度１３５度で６０
０ガウス以上とした。その結果、下流側の極の磁束密度
分布を調整して、磁束密度の落ち込みをなくしたため、
この磁束密度分布では、１０／ｃｍ^２キャリアしか存在
しなかった。かかる発明によれば、出口側の磁束密度を
６００ガウス以上とし且つ、０ガウスまで磁極における
変動が１０％以下とすることでキャリア付着がなくな
り、異常画像をなくすことができ、剤・感光体の劣化を
減少することができる。請求項７は、前記２成分現像剤
を構成するキャリアの透磁率が６以上であることを特徴
とする。磁界の強さを表す単位として磁束密度（ガウ
ス）があり、磁束密度と透磁率との間には密接な関係が
ある。つまり、同一磁場内では透磁率に比例して磁束密
度が大きくなる。従って、透磁率を大きくすることによ
り、磁束密度を大きくすることができる。実験では、透
磁率を６以上にすることによりキャリア付着がなくなっ
た。かかる発明によれば、キャリアの透磁率を６以上と
することにより、キャリアの磁気的拘束力を増加して異
常画像を減少することができる。

【０００８】請求項８は、前記２成分現像剤を構成する
トナーは、有機溶媒中に活性水素と反応可能な変性ポリ
エステル系樹脂からなるトナーバインダーを含むトナー
組成分を溶解又は分散させ、該溶解又は分散物を樹脂微
粒子を含む水系媒体中で架橋剤及び／又は伸長剤と反応
させ、得られた分散液から溶媒を除去し、かつトナー表
面に付着した前記樹脂微粒子を洗浄・脱離して得られる
トナーであることを特徴とする。かかる発明によれば、
ＳＲトナーを用いることにより、トナーの粒径及び帯電
量分布を均一にすることができ、画質の向上およびトナ
ー飛散低減の効果をあげることができる。請求項９は、
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の現像装置と、該
現像装置から供給されるトナーによって担持した静電潜
像を現像される感光体と、を備えたことを特徴とする。
画像形成装置では、現像装置、感光体、露光装置により
可視像が形成される。その中で感光体に形成された静電
潜像にトナー像を現像する現像装置により、静電潜像か
ら可視像への忠実性が左右される。かかる発明によれ
ば、この現像装置に本発明の技術を応用することによ
り、画像品質の優れた画像形成装置が提供できる。請求
項１０は、前記感光体は、導電性基体上に直接又は中間
層を介して感光層を有した電子写真感光体であり、前記
感光層が少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物質と無機
フィラーを含有し、前記導電性基体側から最も離れた表
面側に前記感光層の無機フィラーを多く含有することを
特徴とする。感光体の表面は常に現像剤により摩擦摺動
されている。従って、経年変化により表面に細かい傷が
形成され、その傷にトナーが固着するブリーフィング現
象が発生する。そこで、表面に無機フィラーを多く含む
層を形成し、機械的な強度を増加させて耐久性を増す必
要がある。かかる発明によれば、感光体表面に無機フィ
ラーを多く含有する電子写真感光体を使用し、本発明の
現像装置を併用することにより、剤の飛散を減少すると
共に、ドクタブレード部に滞留する剤を減少し、しか
も、表面の機械的な強度を増加して感光体の耐久性を向
上することができる。請求項１１は、前記感光体の帯電
電位をマイナス４００Ｖ以下に帯電し、該帯電電位によ
り現像を可能とすることを特徴とする。感光体表面は予
め一様に所定の電位により帯電される。このとき、帯電
電位が高いほど現像した時の画像の明瞭度が良くなる。
しかし、反面帯電電位が高いほど感光体の寿命が短くな
る。理想的には可能な限り帯電電位が低いほうが好まし
い。かかる発明によれば、感光体の帯電電位が低くても
現像が可能であるので、感光体の耐久性を向上させるこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施形
態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載
される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配
置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面
構成図である。この画像形成装置においては、潜像担持
体である感光体ドラム３１の周囲に、帯電ローラー等で
感光体ドラムの表面を帯電する帯電装置３２と、レーザ
光線等で感光体ドラム３１の一様帯電処理面に潜像を形
成する図示しない露光装置からの露光ビーム３３と、感
光体ドラム３１上において潜像に対し帯電したトナーを
付着させることでトナー像を形成させる現像装置３４
と、転写ベルトまたは転写ローラー、チャージャー等で
感光体ドラム３１上に形成されたトナー像を図示しない
記録紙に転写する転写装置３５と、転写後に感光体ドラ
ム３１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置３
７と、感光体ドラム３１上の残留電位を除去する除電装
置３８と、が順に配列されている。このような構成にお
いて、帯電装置３２の帯電ローラによって表面を一様に
帯電された感光体３１は、露光ビーム３３によって静電
潜像が形成され、現像装置３４によってトナー像を形成
される。このトナー像は転写装置３５によって感光体ド
ラム３１表面から、図示しない給紙トレイから搬送され
た記録紙へ転写される。その後記録紙上のトナー像は定
着装置によって記録紙に固着される。一方、転写されず
に感光体ドラム３１上に残ったトナーはクリーニング装
置３７によって回収される。残留トナーを除去された感
光体ドラム３１は除電ランプ３８で初期化され、次回の
画像形成プロセスに供される。

【００１０】図２は本発明の現像装置３４を更に詳しく
説明するための断面図である。同じ構成要素には同じ参
照番号が付されているので、重複する説明は省略する。
現像剤担持体としての現像ローラ４１は、潜像担持体と
しての感光体ドラム３１に近接するようにして配置され
ており、両者の対向部分に現像領域が形成されるように
なっている。前記現像ローラ４１には、アルミニウム、
真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒状
に形成してなる現像スリーブ４３が図示を省略した回転
駆動機構によって矢印方向すなわち時計回り方向に回転
されるようにして備えられている。また、現像スリーブ
４３内には、この現像スリーブ４３の表面上に現像剤を
穂立ちさせるように磁界を形成する磁石ローラ体４４が
固定状態で備えられている。このとき現像剤を構成する
キャリアは、この磁石ローラ体４４から発せられる磁力
線に沿うようにして現像スリーブ４３上にチェーン状に
穂立ちされるとともに、このチェーン状に穂立ちされた
キャリアに対して帯電トナーが付着されて磁気ブラシが
形成されるようになっている。形成された磁気ブラシ
は、現像スリーブ４３の回転移送にともなって現像スリ
ーブ４３と同方向、すなわち時計回り方向に移送される
こととなる。現像剤の搬送方向すなわち時計回り方向に
おける前記現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン
穂の穂高さすなわち現像剤の量を規制するドクタブレー
ド４５が設置されている。さらに前記現像ローラ４１の
後方領域には、現像ケーシング４６内の現像剤を撹拌さ
せながら現像ローラ４１側に汲み上げるスクリュ４７が
設置されている。

【００１１】図３は本発明の実施形態に係る現像装置の
現像磁極を説明する図である。図２の磁石ローラ体４４
は、複数の磁極を備えている。具体的には、現像領域部
分に現像剤を穂立ちさせる現像主磁極（Ｐ１ｂ）と、現
像主極磁力と極性の異なる補助磁極（Ｐ１ａ、Ｐ１
ｃ）、現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げるための
磁極Ｐ４、現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げられ
た現像剤を現像領域まで搬送させる磁極Ｐ５およびＰ
６、現像後の領域で現像剤を搬送させる磁極Ｐ２および
Ｐ３を備えている。これらの各磁極Ｐ１ｂ、Ｐ１ａ、Ｐ
１ｃ、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ２およびＰ３は、現像スリ
ーブ４３の半径方向に向けて配置されている。この磁石
ローラ４１は、８極の磁石によって構成されているが、
汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させるためにＰ３
極からドクタ４５間に磁極を更に増やし１０極や１２極
で構成される磁石ローラとしても良い。本実施形態では
図３に示されるように、前記現像主極Ｐ１群は、Ｐ１
ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃともに横断面の小さい磁石により構
成されている。横断面が小さくなると一般に磁力は弱く
なるが、現像ローラ表面の磁力が小さくなりすぎるとキ
ャリアを保持する力が充分ではなくなるために感光体へ
のキャリア付着を生じることがある。そこで、これらの
磁石は磁力の強い希土類金属合金磁石により作製した。
希土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン
合金磁石では最大エネルギー積で３５８ｋＪ／ｍ^３であ
り、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネル
ギー積で８０ｋＪ／ｍ^３前後である。これにより、従来
通常用いられていた、最大エネルギー積が３６ｋＪ／ｍ
^３前後、２０ｋＪ／ｍ^３前後であるフェライト磁石、フ
ェライトボンド磁石等と比べ強い磁力を確保することが
可能となったため、横断面の小さい磁石を用いても現像
ローラ表面の磁力を確保することが可能となった。磁力
を確保するためには、この他にサマリュウムコバルト金
属合金磁石等を用いることもできる。

【００１２】具体的には、感光体ドラム１のドラム径を
６０ｍｍ、現像スリーブ４３のスリーブ径を２０ｍｍと
し、また図４に示すように主磁極（Ｐ１ｂ）の両側にあ
る補助磁極（Ｐ１ａ、Ｐ１ｃ）を３０度以下の角度、具
体的には２５゜としたところ、主磁極（Ｐ１ｂ）の半値
幅が２２゜以下、具体的には１６度となった。さらに、
補助磁極（Ｐ１ａ、Ｐ１ｃ）と補助磁極の外側にある磁
極（Ｐ２、Ｐ６）との変極点（０ｍＴ：磁力がＮ極から
Ｓ極、Ｓ極からＮ極に変わる点）間角度は１２０度以下
で形成し、この状態で感光体ドラムを２４０ｍｍ／秒、
現像スリーブを６００ｍｍ／秒で現像した場合にはニッ
プが２ｍｍ以下となった。またＡＤＳ社製ガウスメータ
（ＨＧＭ−８３００）並びにＡＤＳ社製Ａ１型アキシャ
ルプローブを用いて測定した主磁極（Ｐ１ｂ）の現像ス
リーブ表面での磁束密度は１１７［ｍＴ］であるのに対
し、現像スリーブ表面から１ｍｍ離れた位置での磁束密
度は５４．４［ｍＴ］であり、減衰率は５３．５％であ
った。

【００１３】

【実施例１】図５に記載の現像部の剤の挙動が観察でき
るよう装置を作成し、高速度カメラを用いて飛散の様子
を観察した。図１の現像装置の端部を切断し、駆動側と
反対側に透明ガラス６を設置し、高速度カメラを用いて
現像ローラ５に平行な方向Ａおよび垂直な方向Ｂから観
察ポイント２から観察できる様にしている。ここで、現
像ローラの磁束密度分布を変えて、Ａ部分の剤の動きを
変えた。また、現像ローラの速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ
とし、剤は平均粒径７０μｍ、トナーは平均粒径が７．
５μｍのものを用いた。まず、図７は縦軸を磁束密度
（Ｇ）、横軸を磁束密度の角度（θＢ）をとる。図７
（ａ）を参照すると、法線磁束密度１１の最大値Ｐ１を
４５０ガウスとし、０度点Ｑ１での磁束密度が３５０ガ
ウスとなる磁束密度分布１３での観察を行なった。ここ
で磁束密度Ｂとは、接線磁束密度Ｂθ、及び法線磁束密
度Ｂｒの各値を２乗して、平方根を採った値Ｂ＝（Ｂθ
^２＋Ｂｒ^２）^１／２である。また、磁束密度の角度θＢ
とは、ｔａｎ^−１（Ｂｒ／Ｂθ）である。この時、磁気
ブラシは、θＢが小さい領域では形成されず、θＢが４
５度付近（垂線１４）で急速に形成され立ち上がるよう
になった。また、立ち上り時に剤の飛散が観察された。
立ち上り時の速度は、担持体（スリーブ）の速度より十
数倍速いことが分かった。次に法線磁束密度１０の最大
値Ｐ２を６００ガウスとし、０度点Ｑ２での磁束密度が
４００ガウスとなる磁束密度分布１２での観察を行なっ
たところ、やはり、磁束密度の角度が４５度立ち上がる
磁気ブラシが多数観察された。この時、キャリアの飛散
はみられなくなり、トナーの飛散が発生していた。図６
（ａ）はこの様子を概念的に表した図である。つまり、
キャリア５０が急速に矢印５３の方向に向かって立ち上
がり、磁気ブラシ５１が形成され、最終的に磁気ブラシ
５２として立ち上がった様子を概念的に表している。次
に、図７（ｂ）を参照すると、θＢが３０度以下の領域
Ｑ３での磁束密度を６００ガウスとなる磁束密度分布１
６での剤の挙動を観察したところ、θＢが３０度近辺で
磁気ブラシが立ち上がるようになり、急速に立ち上がる
磁気ブラシが減少し、それに伴ないトナーの飛散もみら
れなくなった。磁束密度の角度が３０度以下の領域での
磁束密度６００ガウス以上とすることで、キャリアにか
かる力が増加し、磁気ブラシがθＢが低い領域でも立ち
上がるようになり、そのため、急速に立ち上がる磁気ブ
ラシがなくなり、剤の飛散が低減する。このような、構
成を用いることで、剤の飛散がなくなり、剤の劣化や、
機内の汚染が低減する。また、磁場構成を現像極に用い
る事でトナーの飛散が低減し、地汚れがなくなる。図６
（ｂ）はこの様子を概念的に表した図である。つまり、
キャリア５４が緩やかに矢印５７の方向に向かって立ち
上がり、磁気ブラシ５５が形成され、最終的に磁気ブラ
シ５６として立ち上がった様子を概念的に表している。

【００１４】

【実施例２】キャリア粒径が小さい程、キャリアの長さ
のばらつきも低減され、均一な磁気ブラシが形成され
る。また、比重の低いキャリアを用いると、キャリア１
個の質量が軽くなるため、相対的な力が大きくなりより
効果が得られる。キャリア粒径および、比重、磁場を変
え、図１の画像形成装置を用いて画像を形成し、画像の
ザラツキを評価した。ザラツキランクは人間の視覚によ
り、ザラツキサンプルと比較しておこない、数値が高い
ほどザラツキが少ないことを表している。以下、表１に
その結果を示す。

【表１】この表から、キャリ平均粒径を小さくする事で、ザラツ
キランクが上がり、ザラツキ感が少なくなっている。ま
た、均一な磁気ブラシが形成されるため、画像が向上す
る。この表から総合的に判断して、キャリ平均粒径５５
μｍ以下で、キャリアの比重が３以下であれば、キャリ
アの小粒径化により、トナー飛散防止とともに均一な磁
気ブラシ形成が可能となり、キャリアの軽量化により、
同一の力でも、磁場の影響を受けやすくすることができ
る。

【００１５】

【実施例３】小粒径キャリアを用いた場合、現像領域の
出口での、キャリア付着が発生しやすくなるが、これ
は、ニップ出口領域における磁束密度を大きくする事
で、キャリア間の磁気拘束力が増加し、キャリア付着が
低減する。現像領域下流側の磁束密度分布を図８
（ａ）、（ｂ）とし、図１に示す画像形成装置を用いて
キャリア付着を評価した。ここで、地肌ポテンシャルを
−３５０Ｖとし、キャリアの平均粒径を３５μｍとし
た。また、図８（ａ）は法線磁束密度２２のピーク値Ｐ
４を７５０ガウス、磁束分布２０は磁束密度の角度１３
５度で５００ガウス以上とした。その結果、法線磁束密
度２２は７５０ガウスとしたが、出口付近の落ち込むが
あるため、磁束密度分布２０では、転写紙上に７５／ｃ
ｍ^２のキャリアが存在した。図８（ｂ）は法線磁束密度
２４のピーク値Ｐ５を７５０ガウス、磁束分布２３は磁
束密度の角度１３５度で６００ガウス以上とした。その
結果、下流側の極の磁束密度分布を調整して、磁束密度
の落ち込みをなくしたため、磁束密度分布２３では、１
０／ｃｍ^２キャリアしか存在しなかった。更に透磁率を
８とする事で、キャリア付着はなくなった。このよう
に、出口側の磁束密度を６００ガウス以上とし且つ、０
ガウスまで磁極における変動が１０％以下とすることで
キャリア付着がなくなり、異常画像をなくすことがで
き、剤・感光体の劣化を減少することができる。

【００１６】

【実施例４】有機溶媒中に活性水素と反応可能な変性ポ
リエステル系樹脂からなるトナーバインダーを含むトナ
ー組成分を溶解又は分散させ、この溶解又は分散物を樹
脂微粒子を含む水系媒体中で架橋剤及び／又は伸長剤と
反応させ、得られた分散液から溶媒を除去し、かつトナ
ー表面に付着した前記樹脂微粒子を洗浄・脱離して得ら
れたＳＲトナーを用いることにより、トナーの粒径及び
帯電量分布を均一にすることができ、画質の向上および
トナー飛散低減の効果をあげることができる。

【実施例５】感光層の無機フィラーが導電性基体側より
最も離れた表面側の含有率が多いことを特徴とする電子
写真感光体（ＦＲ−ＯＰＣ）を用いることで、機械的な
強度を増加させることができ耐久性が向上する。特に、
本発明と併用することで、剤の飛散をなくすことで、ブ
レード部に滞留する剤による、細かい傷の発生がなくな
る為、耐久性を向上すると伴に、異常画像の発生を押さ
える事ができる。

【実施例６】本発明では、地汚れが発生しにくいため感
光体の帯電電位を−４００Ｖ以下としても、異常画像が
なく、低電位現像が可能になる。これにより、感光体の
長寿命化が可能になる。

【００１７】

【発明の効果】以上記載のごとく請求項１の発明によれ
ば、本発明の構成を用いることで、剤の飛散がなくな
り、剤の劣化や、機内の汚染が低減する。また、磁場構
成を現像極に用いる事で、トナーの飛散が低減し地汚れ
を減少することができる。また請求項２では、ドクタブ
レードに最も近接する位置に、条件を満たした極を配置
するので、最も効率よく地汚れなどの異常画像を低減す
ることができる。また請求項３では、現像ローラ表面の
磁束密度ベクトルの角度が、３０度以下となる領域での
磁束密度の大きさを６００ガウス以上の極により現像す
るので、地汚れなどの異常画像が少ない現像装置を提供
することができる。また請求項４では、キャリアの平均
粒径が５５μｍ以下のすることにより、画像のザラツキ
を減少して画質を向上することができる。また請求項５
では、キャリアの比重を３以下にすることにより、現像
器に使用する磁石ローラ体を小型に構成することができ
る。また請求項６では、出口側の磁束密度を６００ガウ
ス以上とし且つ、０ガウスまで磁極における変動が１０
％以下とすることでキャリア付着がなくなり、異常画像
をなくすことができ、剤・感光体の劣化を減少すること
ができる。また請求項７では、キャリアの透磁率を６以
上とすることにより、キャリアの磁気的拘束力を増加し
て異常画像を減少することができる。また請求項８で
は、ＳＲトナーを用いることにより、トナーの粒径及び
帯電量分布を均一にすることができ、画質の向上および
トナー飛散低減の効果をあげることができる。また請求
項９では、現像装置に本発明の技術を応用することによ
り、画像品質の優れた画像形成装置を提供することがで
きる。また請求項１０では、感光体表面に無機フィラー
を多く含有する電子写真感光体を使用し、本発明の現像
装置と併用することにより、剤の飛散を減少すると共
に、ドクタブレード部に滞留する剤を減少し、しかも、
表面の機械的な強度を増加して感光体の耐久性を向上す
ることができる。また請求項１１では、感光体の帯電電
位が低くても現像が可能であるので、感光体の耐久性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面構
成図である。

【図２】本発明の現像装置を更に詳しく説明するための
断面図である。

【図３】本発明の実施形態に係る現像装置の現像磁極を
説明する図である。

【図４】本発明の現像ローラ内の磁石ローラ体の配置を
説明する図である。

【図５】本発明の現像部の剤の挙動が観察できる装置の
外観図である。

【図６】本発明の磁束密度ベクトルの動きを概念的に表
した図である。

【図７】本発明の磁束密度分布と法線磁束密度の関係を
表す図である。

【図８】本発明の磁束密度の角度を変えた磁束密度分布
と法線磁束密度の関係を表す図である。

【符号の説明】

４１現像ローラ、４３現像スリーブ、４４磁石ロ
ーラ体、４５ドクタブレード、４６ケーシング、４
７スクリュ

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/10 Ｇ０３Ｇ 15/02 １０２ 15/02 １０２ 9/08 ３３１３８１Ｆターム(参考） 2H005 AB03 BA01 BA15 CA08 EA10 FA02 2H031 AB02 AC01 AC14 AC15 AC18 AC19 AC20 AC33 AD03 BA08 BA09 2H068 AA14 FC03 2H200 FA16 GA14 GA23 GA34 GA45 GB02 HA03 HB12 HB22 HB48 JA02 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアからなる２成分現像剤
と、該２成分現像剤を担持する現像ローラと、該現像ロ
ーラ上に担持された２成分現像剤の量を規制するドクタ
ブレードと、前記２成分現像剤を攪拌しながら前記現像
ローラ側に汲み上げるスクリュと、を有する現像装置に
おいて、前記現像ローラは、非磁性体からなる回転自在な円筒状
の現像スリーブと、該現像スリーブ内に固定配置されて
該現像スリーブ表面上に前記２成分現像剤を穂立ちさせ
るように磁界を形成する磁石ローラ体とを備え、前記現像スリーブ上の２成分現像剤が前記ドクタブレー
ドを通過した直後の位置から前記磁石ローラ体の現像主
極までの間に位置する少なくとも１極の磁場に対して、
前記現像ローラ表面の磁束密度ベクトルがなす角度が３
０度以下となる領域での磁束密度の大きさを６００ガウ
ス以上としたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記２成分現像剤が前記ドクタブレード
を通過した直後の位置から、前記磁石ローラ体の現像主
極までの間に位置する少なくとも１極を、前記ドクタブ
レードに最も近接する位置に配置することを特徴とする
請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記２成分現像剤が前記ドクタブレード
を通過した直後の位置から、前記磁石ローラ体の現像主
極までの間に位置する少なくとも１極の磁場により現像
を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像
装置。
【請求項４】前記２成分現像剤を構成するキャリアの
平均粒径が５５μｍ以下であることを特徴とする請求項
１乃至３の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項５】前記２成分現像剤を構成するキャリアと
して、比重が３以下の材料を用いることを特徴とする請
求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項６】前記現像ローラ表面の磁束密度ベクトル
の角度が９０度乃至１３５度の範囲で磁束密の大きさが
６００ガウス以上となるように構成したことを特徴とす
る請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】前記２成分現像剤を構成するキャリアの
透磁率が６以上であることを特徴とする請求項１乃至６
の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項８】前記２成分現像剤を構成するトナーは、
有機溶媒中に活性水素と反応可能な変性ポリエステル系
樹脂からなるトナーバインダーを含むトナー組成分を溶
解又は分散させ、該溶解又は分散物を樹脂微粒子を含む
水系媒体中で架橋剤及び／又は伸長剤と反応させ、得ら
れた分散液から溶媒を除去し、かつトナー表面に付着し
た前記樹脂微粒子を洗浄・脱離して得られるトナーであ
ることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載
の現像装置。
【請求項９】請求項１乃至８の何れか一項に記載の現
像装置と、該現像装置から供給されるトナーによって担
持した静電潜像を現像される感光体と、を備えたことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】前記感光体は、導電性基体上に直接又
は中間層を介して感光層を有した電子写真感光体であ
り、前記感光層が少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物
質と無機フィラーを含有し、前記導電性基体側から最も
離れた表面側に前記感光層の無機フィラーを多く含有す
ることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記感光体の帯電電位をマイナス４０
０Ｖ以下に帯電し、該帯電電位により現像を可能とする
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装
置。