JP3420505B2

JP3420505B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3420505B2
Application number: JP22863398A
Authority: JP
Inventors: 昌規志田; 克彰小林; 勝日比野; 一郎小澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2003-06-23
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: US6389245B2; US20010043818A1; JP2000047476A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式ある
いは静電記録方式等によって像担持体上に形成された静
電潜像を現像して可視画像を形成する複写機、プリン
タ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置
の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、現像剤担持体の表面に顕画剤とし
ての乾式現像剤を担持し、静電潜像を担持した像担持体
の表面近傍にこの現像剤を搬送供給し、像担持体と現像
剤担持体の間に交互（交番）電界を印加しながら静電潜
像を現像して顕像化する現像装置がよく知られている。

【０００３】なお、上記現像剤担持体は、一般に現像ス
リーブが用いられる場合が多いので、以下の説明では
「現像スリーブ」といい、また、像担持体は一般に感光
体ドラムが用いられる場合が多いので、以下の説明で
は、「感光体ドラム」という。

【０００４】上記現像方法として、従来から、例えば２
成分系組成（キャリア粒子とトナー粒子）からなる現像
剤（２成分現像剤）により、内部に磁界発生手段である
磁石を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成
させ、微小な現像間隙を保持して対向させた感光体ドラ
ムにこの磁気ブラシを摺擦または近接させ、そして現像
スリーブと感光体ドラム間（Ｓ−Ｄ間）に連続的に交互
電界を印加することによってトナー粒子の現像スリーブ
側から感光体ドラム側への転移および逆転移を繰り返し
て行わせて現像を行う、いわゆる磁気ブラシ現像法が知
られている。（例えば、特開昭５５−３２０６０号公
報、特開昭５９−１６５０８２号公報参照）。

【０００５】図５に示すように、上記２成分磁気ブラシ
現像用の現像装置１８は、隔壁１９によって現像室Ｒ１
と攪拌室Ｒ２に区画された現像容器１８ａを備えてお
り、現像室Ｒ１と攪拌室Ｒ２にはそれぞれ攪拌搬送部材
である攪拌搬送スクリュー２３、２４が回転可能に収容
されている。現像室Ｒ１の開口部には、所定方向ａに回
転する感光体ドラム３と微小間隔をおいて、所定方向ｃ
に回転する現像スリーブ２５が対向配置され、その内部
には磁石２９が固定配置されている。

【０００６】また、現像スリーブ２５表面に現像剤を薄
層形成するため、規制ブレード２８が現像スリーブ２５
に対して所定間隔をおいて配置されている。

【０００７】現像容器１８ａ内にはトナー粒子と磁性キ
ャリアが混合された現像剤２２が収容されており、トナ
ー粒子と磁性キャリアの混合比（以下「Ｔ／Ｃ比」とい
う）は、現像により消費されたトナーに見合った量のト
ナーが、補給用トナーの収容されているトナー貯蔵室２
１から落下補給されることで一定に保っている。

【０００８】落下補給されたトナーは、攪拌室Ｒ２内の
スクリュー２４による攪拌によって現像容器１８ａ中の
現像剤２２と攪拌され、搬送される。このとき現像剤２
２は現像室Ｒ１内の搬送スクリュー２３の現像剤搬送方
向とは逆方向に現像容器長手方向に沿って搬送される。
隔壁１９には図中手前側と奥側に開口が設けられてお
り、この開口で現像剤の受け渡しが行われる。

【０００９】ところで、現像容器１８ａ中の２成分現像
剤のＴ／Ｃ比の維持は、出力画像の安定化に非常に重要
であり、その検知、維持方法は従来さまざまな方式が提
案されている。

【００１０】例えば、感光体ドラム３周辺に検知手段を
設け、現像スリーブ２５から感光体ドラム３側へ転移し
たトナーに光を照射し、このときの透過光あるいは反射
光からトナー補給量を調整し、その結果としてＴ／Ｃ比
を検知する方式、現像スリーブ２５の表層近傍に検知手
段を設け、現像スリーブ２５上に塗布された現像剤に光
を照射したときの反射光からＴ／Ｃ比を検知する方式、
また現像容器１８ａ中にセンサーを設け、コイルのイン
ダクタンスを利用してセンサー近傍の一定体積内の現像
剤の見掛け透磁率変化を検知し、Ｔ／Ｃ比を検知する方
式が提案され、実用化されている。

【００１１】しかし、感光体ドラム３上の現像トナー量
からＴ／Ｃ比を維持する方式は、例えば、感光体ドラム
３と現像スリーブ２５との間隔の変動や、潜像電位の変
動等によりＴ／Ｃ比の変動以外の因子により感光体ドラ
ム３上のトナー量が変動してしまい、その結果としてト
ナー補給誤動作が生じる場合があり、また現像スリーブ
２５上に塗布された現像剤に光を照射した時の反射光か
らＴ／Ｃ比を検知する方式は、トナー飛散により検知手
段が汚れてしまった場合に、正確なＴ／Ｃ比を検知でき
ない問題がある。

【００１２】これに対し、センサー近傍の一定体積内の
現像剤２２の見掛け透磁率変化を検知し、Ｔ／Ｃ比を検
知する方式のセンサー（以下「トナー濃度検知センサ
ー」という）は、センサー単体のコストが安価なことに
加え、トナー飛散による汚れの問題の影響を受けないた
め、低コスト、小スペースの複写機、あるいはプリンタ
などの画像形成装置に最適なＴ／Ｃ比検知手段といえ
る。

【００１３】上記現像剤の透磁率変化を利用したトナー
濃度検知センサーは、例えば一定体積中の現像剤の透磁
率が大きくなった時は、現像剤のＴ／Ｃ比が低くなった
と判断し、トナー補給を開始させ、逆に透磁率が小さく
なった場合、現像剤のＴ／Ｃ比が高くなったと判断し、
トナー補給を停止するようなシーケンスに基づき現像剤
のＴ／Ｃ比を制御する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような一定体積内の現像剤の見掛け透磁率変化を検知す
る方式のトナー濃度検知センサーは、何らかの影響によ
り、現像剤そのもののかさ密度が変わってしまった場
合、かさ密度変化に伴い、現像剤の見掛け透磁率も変化
してしまうため、透磁率変化に対応してセンサー出力も
変化してしまう問題点を有する。

【００１５】つまり、現像容器中のＴ／Ｃ比は一定なの
に、現像容器中でかさ密度が変化してしまうことは、ト
ナー濃度検知センサー近傍一定体積内の現像剤（キャリ
ア）量が変わってしまうため、そのときの透磁率変化が
センサー出力に出てしまうこととなる。その結果、トナ
ーを消費していないのにトナーが減ったことを示すセン
サー出力を出してしまい、トナーを補給してしまう、あ
るいはトナー量が減っているにも拘わらず、トナーが減
っていないようなセンサー出力を出してしまいトナー補
給を行わないなどの問題が起こる。

【００１６】前者の場合、トナー過補給により、画像濃
度が濃くなる問題や、トナー量増加に伴い現像剤量が増
加し、現像剤が現像容器から溢れてしまう問題、あるい
は現像剤中のトナー比率の増加に伴うトナー帯電量低下
によるトナー飛散などの問題を引き起こす。

【００１７】一方、後者の場合は、現像剤中のトナー量
減少による画像劣化、画像濃度薄、あるいはトナー帯電
量増加による画像濃度薄等の問題を引き起こす。

【００１８】上記問題の原因は、本発明者らの詳細な検
討の結果、現像剤のトナー帯電量の変化による現像剤の
かさ密度変化に最も起因するものであることが分かっ
た。

【００１９】トナー帯電量の変動が大きいことは、現像
剤間の反発力の変化量が大きいことを示す。現像剤間の
反発力はトナー帯電量が大きいほど反発しやすく、反発
によって現像剤間が広がるため現像剤のかさ密度が減少
してしまうのである。

【００２０】そして、前述の現像方式で使用される現像
装置、現像剤の系において、現像剤のトナー帯電量の変
化に影響を与えるもののひとつに温湿度の変化があるこ
とが分かった。低温、低湿下では、現像剤自体が含む水
分量が減りトナーとキャリアとの接触によるトナー帯電
電荷が増加するため、現像剤間の反発が大きくなり現像
剤のかさ密度が減少する。逆に高温、高湿下では、現像
剤自体が含む水分量が増加し、トナーとキャリアとの接
触によるトナー帯電電荷が増加しづらく、現像剤間の反
発が小さくなり、現像剤のかさ密度が増加する。

【００２１】上記のようなかさ密度変化によるトナー濃
度検知センサーの出力変動に対し、例えば特開平５−６
１３５３号公報には、現像剤の温湿度に応じて、トナー
濃度検知センサーの発生磁界の強度を制御する制御電圧
を変化させる方法が記載されている。

【００２２】また、特開平５−６１３５３号公報には、
トナー濃度検知センサーの磁界を発生するための発振回
路に用いられるバリキャップ（可変容量ダイオード）
が、画像形成装置内の温度が高くなると静電容量が増加
し、温度が低くなると静電容量が減少する温度特性を有
することに対して、トナー濃度検知センサーの発生磁界
の強度を制御する制御電圧を変化させることが記載され
ている。

【００２３】上記制御方式を用いることにより、現像剤
（トナー）の温湿度変動による帯電量変動から生じるト
ナー補給誤動作がかなり防止させるようになったのだ
が、さらなる高画質化のためトナーを微粒子化した場
合、以下のような問題が生じた。

【００２４】（１）高湿環境でトナー濃度センサーの出
力電圧を制御した後、長期間放置し、その後、画像を出
力したところ、数千枚の間、現像剤のＴ／Ｃ比が増加
し、高画像比率の複写画像の濃度が増加し、背景部にト
ナー付着が発生した。

【００２５】（２）低湿環境でトナー濃度センサーの出
力電圧を制御した後、低画像比率の原稿を数千枚画出し
たところ、現像剤のＴ／Ｃ比が低下し、画像濃度の低下
が顕著になった。

【００２６】上記問題は、本発明者らの詳細な検討の結
果、以下の２つの現象に起因するものであることが分か
った。

【００２７】上記（１）に対する現象は、従来一般的に
使用される粉砕トナーに起因するもので、粉砕トナーは
個々のトナー形状が凸凹で、個々に異なることから静止
状態、あるいは流動状態、放置状態において、現像剤の
かさ密度の変動を引き起こし易く、しかも長期使用によ
るトナー形状変化が引き起こすかさ密度変動が大きい。

【００２８】上記（２）に対する現象は、現像器の構成
に関わる現象である。従来一般に使用される現像スリー
ブは感光体ドラムに対して順方向に回転し、さらに現像
スリーブ上での現像剤のコートムラを防止するために、
現像スリーブの規制ブレード近傍で現像剤を溜め、現像
剤圧縮を行う構成のため、現像剤は現像器が稼働すれば
するほど、徐々に機械的に圧縮される。

【００２９】これは、図５において、現像スリーブ２５
は感光体ドラム３に対して順方向に回転するため、現像
スリーブ２５は磁石２９の作用により現像容器１８ａか
ら現像剤を汲み上げなければならず、磁石２９として磁
極Ｎ２極と、Ｓ２極に高い磁力のマグネットを用い、そ
の作用により現像剤２２を汲み上げることから、現像ス
リーブ２５と規制ブレード２８間の磁気拘束力が強ま
り、現像剤２２は機械的、磁気的に圧縮され、その結果
トナーの形状変化による現像剤のかさ密度変化、あるい
は外添剤の埋め込まれによるかさ密度変化が生じ、それ
に伴い一定体積中の現像剤の透磁率変化などを引き起こ
してしまう。

【００３０】よって、上記構成では、現像スリーブ２５
の規制ブレード２８近傍の現像剤溜まり部１６に現像剤
２２が詰まり、現像剤が圧縮されやすい状況であると、
現像スリーブ２５が回転することによる現像剤同士の摩
擦力も増え、現像スリーブ２５が回転すればするほどト
ナー帯電量が増え、初期トナー帯電量からのトナー帯電
量変化が大きくなってしまうためである。

【００３１】そこで、環境に応じてトナー濃度センサー
の発生磁界の強度を制御する制御電圧を変化させ、トナ
ー濃度センサーの検出値を制御する方式をより安定させ
るために、現像剤や現像器構成をさらに最適化していく
必要がある。

【００３２】従って、本発明の目的は、現像剤のかさ密
度変化と帯電量変化を抑え、より正確なトナー濃度制御
を行うことのできる現像装置を提供することである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、重合
法により生成された球形状の非磁性トナー及び磁性キャ
リアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器
内の現像剤を担持して像担持体との対向部へ搬送する現
像スリーブと、前記現像スリーブの回転方向に沿って順
に前記現像スリーブ内に固定配置され反発磁界を形成す
る第１磁極及び第２磁極と、前記現像スリーブ上の現像
剤の層厚を規制する規制ブレードと、前記現像容器内の
トナー濃度を検知する透磁率センサーと、現像剤の温湿
度を検知する温湿度センサーと、を有し、前記温湿度セ
ンサーの出力に応じて前記透磁率センサーの出力値を補
正する現像装置において、前記現像スリーブと前記像担
持体の回転方向を前記対向部において互いに逆方向と
し、前記規制ブレードを前記第２磁極の対向近傍であっ
て前記現像スリーブの下方に配置することを特徴とする
現像装置である。

【００３４】

【００３５】上記発明において、磁性キャリアの形状係
数ＳＦ−１、ＳＦ−２をそれぞれ１００〜１４０、１０
０〜１２０とするのが好ましい。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置を図
面に則して更に詳しく説明する。なお、つぎに説明する
実施例にては、本発明は、例えば図４に示されるような
電子写真画像形成装置に具現化されるものとして説明す
るが、これに限定されるものではない。

【００３７】図４にて、電子写真画像形成装置は、像担
持体である感光体ドラム３を回転自在に設け、該感光体
ドラム３を一次帯電器４で一様に帯電し、つぎに、例え
ばレーザのような発光素子５によって情報信号を露光し
て静電潜像を形成し、現像装置３２で可視像化する。次
に該可視像を転写帯電器６により転写紙７に転写し、更
に定着装置８にて定着して永久画像を得る。また、感光
体ドラム３上の転写残トナーはクリーニング装置９によ
り除去する。

【００３８】実施例１本発明の第１実施例について、図１と図２により説明す
る。

【００３９】図１において、現像装置３２は現像容器３
１を備え、その内部は隔壁４４によって現像室Ｒ１と攪
拌室Ｒ２に区画され、攪拌室Ｒ２の上方にはトナー貯蔵
室９４が設けられ、中には補給用トナーが収容されてい
る。トナー貯蔵室９４下部にある補給口９５からは、現
像で消費されたトナーに見合った量のトナーが搬送スク
リュー９３によって搬送され攪拌室Ｒ２内に落下補給さ
れる。

【００４０】一方、現像室Ｒ１、および攪拌室Ｒ２内に
は、上記トナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤
３５が収容されている。

【００４１】現像室Ｒ１内には現像剤攪拌、および搬送
性に優れた機能を有するスパイラル形状をした現像剤攪
拌搬送部材である攪拌搬送スクリュー（以下単に「スク
リュー」という）３６が収容されており、回転駆動によ
り現像剤を現像剤担持体である現像スリーブ３８の長手
方向に沿って搬送する。

【００４２】攪拌室Ｒ２内には、同様に、スパイラル形
状のスクリュー３７が回転可能に収容されており、攪拌
室Ｒ２内のスクリュー３７による現像剤搬送方向は現像
室Ｒ１内のスクリュー３６によるそれとは反対方向であ
る。隔壁４４には図中手前側と奥側に図に示さない開口
が設けられており、スクリュー３６で搬送された現像剤
がこの開口の１つからスクリュー３７に受け渡され、ス
クリュー３７で搬送された現像剤が上記の開口の他の１
つからスクリュー３６に受け渡される。

【００４３】また、現像容器３１の感光体ドラム３に近
接する部位には開口部が設けられ、該開口部にアルミニ
ウムや非磁性ステンレス鋼等の材質で、その表面に適度
な凹凸を有する現像剤担持体である現像スリーブ３８が
設けられている。

【００４４】現像スリーブ３８は、本実施例において
は、矢印ｂ方向（感光体ドラム３の回転方向と逆方向）
に周速度Ｖｂで回転し、現像容器３１の開口部下端に設
けられた現像剤規制部材である層厚規制ブレード４１に
て現像剤が適正な層厚に規制された後、該現像剤を現像
領域３９に担持搬送する。なお、現像スリーブ３８を感
光体ドラム３の回転方向と逆方向に回転させることによ
る本発明の効果については、後で説明する。

【００４５】現像スリーブ３８に担持された現像剤の磁
気ブラシは現像領域で矢印ａ方向に周速度Ｖａで回転す
る感光体ドラム３に接触し、静電潜像はこの現像領域で
現像される。現像スリーブ３８の周速度Ｖｂは感光体ド
ラム周速比１３０〜２００％が望ましく、１５０〜１８
０％ならさらによい。上記の範囲以下では十分な画像濃
度が得られず、またそれ以上では現像剤の飛散が生じ
る。

【００４６】現像スリーブ３８内にはローラ状の磁界発
生手段である磁石４２が固定配置されている。この磁石
４２は、現像領域３９に対向する現像磁極Ｎ１を有して
いる。現像磁極Ｎ１が、現像領域３９に形成する現像磁
界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラ
シが感光体ドラム３に接触して静電潜像を現像する。そ
の際、磁気ブラシに付着しているトナーと、スリーブ表
面に付着しているトナーも、該静電潜像の画像領域に転
移して現像する。本実施例では、磁石４２は上記現像磁
極Ｎ１の他にＮ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の各搬送極を有し
ている。

【００４７】現像スリーブ３８の回転によりＳ３極にて
塗布された現像剤３５は層厚規制ブレード４１を通過し
て現像磁極Ｎ１に至り、その磁界中に穂立ちした現像剤
が感光体ドラム３上の静電潜像を現像する。その後Ｓ２
極、Ｓ３極間の反発磁界により現像スリーブ３８上の現
像剤は、攪拌室Ｒ１内へ落下する。攪拌室Ｒ１内に落下
した現像剤はスクリュー３６、３７により攪拌搬送され
る。

【００４８】本実施例におけるトナー濃度制御手段であ
るトナー濃度検知センサー４３は、図１に示すように攪
拌室Ｒ２の側面に配置されているが、トナー濃度検知セ
ンサー４３のセンサー面（検知表面）４３ａにトナー濃
度検知が可能な程度の現像剤の厚みを有し、現像剤攪拌
時に現像剤が一定の流動を示す場所であれば別の場所で
も構わない。

【００４９】本実施例のトナー濃度検知センサー４３
は、「従来の技術」の項で述べたように、現像剤の透磁
率を検知するいわゆるインダクタンス検知センサーを使
用する。

【００５０】また、温湿度センサー２の設置場所は、ト
ナー濃度検知センサー近傍の現像剤の温湿度を検知する
ことが目的のため、図１に示すように、トナー濃度検知
センサー近傍が望ましい。

【００５１】つぎに、本実施例における現像装置内にお
けるトナー濃度制御、現像剤、現像器の構成について詳
述する。

【００５２】本実施例で使用される現像剤の温湿度の変
化に対してトナー濃度センサーの検知出力値を変化させ
る制御は、温湿度センサーからの温湿度データ、あるい
は温湿度データから現像剤の水分量を求めるテーブルを
画像形成装置内に具備し、現像剤の水分量を見て、トナ
ー濃度検知センサーを初期設定したときのトナー濃度検
知センサーの出力基準値Ｖ１から、現像剤の温湿度変化
によって変化したトナー濃度センサーの出力値Ｖ２との
差ΔＶを補正してやるように、トナー濃度検知センサー
の検知出力値を変化させるものである。

【００５３】本実施例にて使用されるトナー粒子は、球
形重合トナーで、その製法は、本実施例においては、重
合法のモノマーに着色剤および荷電制御剤を添加したモ
ノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることで
球形状のトナー粒子を得た。（なお、生成法は上記手法
に限るものではなく、乳化重合法等で生成しても構わ
ず、また他の添加物が入っても構わない。）この製法に
より得られる球形重合トナーの形状係数として、ＳＦ−
１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０
である。

【００５４】このＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所Ｆ
Ｅ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナーを無作為に１０
０個サンプリングし、その画像情報をインターフェース
を介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導
入し解析を行ない、下式より算出し得られた値を定義し
ている。

【００５５】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥ
Ａ｝×（π／４）×１００ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）
×１００（ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面
積、ＰＥＲＩ：周長）このトナーの形状係数ＳＦ−１は
球形度合を示し、１００から大きくなるにつれて球形か
ら徐々に不定形となる。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１
００から大きくなるにつれてトナーの表面の凹凸が顕著
になる。

【００５６】上記球形重合トナーの形状係数に対し、従
来の粉砕トナーの形状係数は、ＳＦ−１が１８０〜２２
０、ＳＦ−２が１８０〜２００であることから、従来の
粉砕トナーに比べて球形重合トナーはトナー粒子の形状
が真円に近いことがわかる。この球形重合トナーは、従
来の粉砕トナーに比べて現像剤劣化に対するトナー粒子
の形状係数の変化率も少なく、現像器が５時間稼働した
ときに起こる現像剤攪拌、現像剤圧縮に伴う形状係数の
変化は、粉砕トナーではＳＦ−１が１２０〜１５０、Ｓ
Ｆ−２が１２０〜１４０と球形に近くなるのに対し、球
形重合トナーはＳＦ−１が１００〜１２０、ＳＦ−２が
１００〜１２０とほとんど形状変化がない。これは粉砕
トナーが攪拌によるキャリアあるいはトナー同士の接触
による摩擦によって凸凹した表層が削りとられ、球形に
近づくため形状変化が大きく、もともと真円に近い球形
重合トナーは、粉砕トナーに対し形状変化する要因が少
ないため形状変化が少ないことを示す。

【００５７】上記のことから粉砕トナーはトナー粒子の
形状の変化が大きく、よって、現像剤同士の接触面積の
変化率も大きく、空隙率、かさ密度の変化も大きい。こ
れに対し、球形重合トナーでは上記の通り、トナー粒子
の形状の変化が少ないためかさ密度変化も少なく、イン
ダクタンス検知センサーの出力変動も少ない。

【００５８】また、本実施例における現像器の構成上の
特徴は、上述のように、現像スリーブ３８を感光体ドラ
ム３の回転方向と感光ドラムとの対向部で逆方向に（図
中時計回り）に回転させることにある。

【００５９】図１に示すように、現像スリーブ３８を感
光体ドラム３の回転方向と逆方向に回転する構成では、
Ｓ３極を用いて現像室Ｒ１の現像剤を汲み上げて現像ス
リーブ３８に現像剤３５を塗布した後、規制ブレード４
１によって現像スリーブ３８に塗布された現像剤を規制
することで現像スリーブ３８上のコート量を制御してい
る。

【００６０】このため、前出の図５に示した現像スリー
ブ２５の規制ブレード２８近傍に現像剤がつぎつぎに詰
まっていく現像スリーブの順方向回転に比べると、現像
容器から現像剤を汲み上げる構成でないため、現像スリ
ーブ３８の磁石４２の磁極Ｓ３の磁力の場合、従来の実
施系でのＮ２極と、Ｓ２極の場合に比べて、現像スリー
ブ３８と規制ブレード４１間の磁気拘束力を弱めること
ができ、さらに現像スリーブ３８上でのコートむらを防
止するための現像スリーブと規制ブレード間の現像剤溜
まりを作る必要がない。したがって、現像スリーブ３８
の規制ブレード４１近傍での現像剤の圧縮性が少なく、
その結果、現像剤の劣化を防止することができ、また、
トナー電荷量の変動を抑えることが可能である。このこ
とは、トナーの形状変化による現像剤のかさ密度変化、
あるいは現像剤圧縮に伴うトナー帯電量変化を抑えるこ
とができ、現像剤同士の反発によるかさ密度変化を減少
させることにつながり、従来の系に対し、インダクタン
ス検知センサーの出力変動を抑えることができる。

【００６１】さらに、本発明者らは、Ｃａｎｏｎ製ＣＬ
Ｃ７００の現像器を改造して上記本発明の系、すなわ
ち、トナー濃度検知センサー、球形重合トナー、そして
規制ブレードを現像スリーブの下方に配置し、現像スリ
ーブを図中時計回りに回転させた系において、実験室環
境（２５℃、６０％ｒ．ｈ．）下で、初期設定と画出し
を行った後、低湿環境下（２３℃、５％ｒ．ｈ．）で実
機確認を行ったところ、画像比率の異なる原稿で５万枚
の補給耐久でＴ／Ｃ比を７％を中心に±１％の制御、つ
まり、図２のグラフに示すように、Ｔ／Ｃ比６％になっ
たところでトナー補給開始し、Ｔ／Ｃ比８％になったと
ころでトナー補給を停止することができた。

【００６２】また、高湿環境下（３０℃、８０％ｒ．
ｈ．）でも、同様の結果が得られた。

【００６３】上記のように、本実施例では、現像剤の形
状変化に対する現像剤のかさ密度変化、あるいは現像ス
リーブの規制ブレード近傍の現像剤溜まり部での現像剤
圧縮によるトナー帯電量変化が少なく、現像剤の温湿度
に応じて、トナー濃度検知センサーの制御電圧を変化さ
せることで、より現像剤のかさ密度変化に対し、正確に
補正を利かせることができ、より正確なＴ／Ｃ比制御を
することができる。

【００６４】実施例２つぎに、本発明の第２実施例について図３により説明す
る。

【００６５】第１実施例では球形重合トナーを用い、現
像器の構成として、現像スリーブを感光体ドラムの回転
方向と逆方向（図１中にて時計回り）に回転させること
により、トナー帯電量の変動を抑えたが、本実施例で
は、キャリアの材質、物性を変えることによりトナー帯
電量を抑えることを特徴とする。

【００６６】図３のグラフは、従来使用されるフェライ
ト系磁性キャリアと本実施例でのトリボ変化量を抑える
ことができた高抵抗低磁化キャリアとのＴ／Ｃ比変化に
対するトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の変化を示したものであ
る。従来のフェライト系磁性キャリアに比べて本実施例
での高抵抗低磁化キャリアはトナー帯電量の変化が少な
いことがわかる。この現象に対し、本発明者らは以下の
ように考察した。

【００６７】本実施例の高抵抗低磁化キャリアとフェラ
イト系磁性キャリアはその形状係数が異なり、それぞれ
高抵抗低磁化キャリアが、ＳＦ−１が１００〜１４０、
ＳＦ−２が１００〜１２０であるのに対し、フェライト
系磁性キャリアはＳＦ−１が１４０〜１８０、ＳＦ−２
が１４５〜１８５と表層が凸凹しているため、比較測定
を行ったＴ／Ｃ比の範囲で、フェライト系磁性キャリア
の方がトナーとの接触面積が広いため、トナーとの接触
によるトリボ付与性が高く、またキャリア自体の抵抗が
低いため、キャリア内の電荷の蓄積が少なく、飽和しず
らい。但し、Ｔ／Ｃ比が高くなると、トナーによるキャ
リア被覆面積が高くなり、トナー帯電量はＴ／Ｃ比が低
いときに比べて低くなっている。これに対し、高抵抗低
磁化キャリアはキャリア自身の比抵抗が、１×１０¹⁰〜
１×１０¹⁴Ω・ｃｍと高く、トナーとの接触により付与
された帯電電荷が蓄積されるためトナー帯電量が飽和し
やすい。よってＴ／Ｃ比が変化してもキャリアの飽和ト
ナー帯電量の変化は少ないため、トナー帯電量の変化は
少ないのである。

【００６８】このように、Ｔ／Ｃ比変化に対するトナー
帯電量変化を抑えることができれば、第１実施例との組
み合わせによって、現像剤のかさ密度変化のより少ない
現像剤、現像器構成をもつことができ、さらに現像剤の
温湿度に応じてそのトナー濃度検知センサーの検出値を
基準値に戻すための制御を行うことで、現像剤のかさ密
度変化に対し、より正確に補正を利かせることができ、
より正確なＴ／Ｃ比制御をすることができる。

【００６９】また、本実施例では、上記高抵抗低磁化キ
ャリアを、バインダー樹脂と磁性金属酸化物および非磁
性金属酸化物からなる樹脂磁性キャリアを重合法により
生成したが、他の製法によりトナートナー帯電量の変化
を抑えることができれば、そのキャリアを使用しても構
わない。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、重合法により生成された球形状の非磁性トナー及び
磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、現像
容器内の現像剤を担持して像担持体との対向部へ搬送す
る現像スリーブと、現像スリーブの回転方向に沿って順
に現像スリーブ内に固定配置され反発磁界を形成する第
１磁極及び第２磁極と、現像スリーブ上の現像剤の層厚
を規制する規制ブレードと、現像容器内のトナー濃度を
検知する透磁率センサーと、現像剤の温湿度を検知する
温湿度センサーと、を有し、温湿度センサーの出力に応
じて透磁率センサーの出力値を補正する現像装置におい
て、現像スリーブと像担持体の回転方向を対向部におい
て互いに逆方向とし、規制ブレードを第２磁極の対向近
傍であって現像スリーブの下方に配置する構成とされる
ので、現像スリーブと規制ブレード間近傍での現像剤の
圧縮性を低下させることができ、それによって、現像剤
のかさ密度変化に伴う透磁率センサーの出力変動を抑制
することができ、正確なトナー濃度制御を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の現像装置を示す構成
図である。

【図２】第１実施例におけるトナー濃度制御の効果を示
す印字枚数とＴ／Ｃ比の関係を示すグラフである。

【図３】第２実施例に係る高抵抗低磁化キャリアおよび
従来のフェライト系磁性キャリアにおける、Ｔ／Ｃ比と
トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の関係を示すグラフである。

【図４】本発明が適用される電子写真画像形成装置の一
実施例を示す概略構成図である。

【図５】従来の現像装置の一例を示す構成図である。

【符号の説明】

２温湿度センサー（温湿度検知手段）３感光体ドラム（像担持体）３１現像容器３２現像装置３８現像スリーブ（現像剤担持体）４１規制ブレード（現像剤規制部材）４３トナー濃度検知センサー（トナー濃度制御手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小澤一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平８−194376（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−84741（ＪＰ，Ａ) 特開平８−106178（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−98681（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−178846（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 501 G03G 15/08 115 G03G 15/08 504 G03G 15/08 507 G03G 9/087

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重合法により生成された球形状の非磁性
トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像容
器と、前記現像容器内の現像剤を担持して像担持体との
対向部へ搬送する現像スリーブと、前記現像スリーブの
回転方向に沿って順に前記現像スリーブ内に固定配置さ
れ反発磁界を形成する第１磁極及び第２磁極と、前記現
像スリーブ上の現像剤の層厚を規制する規制ブレード
と、前記現像容器内のトナー濃度を検知する透磁率セン
サーと、現像剤の温湿度を検知する温湿度センサーと、
を有し、前記温湿度センサーの出力に応じて前記透磁率
センサーの出力値を補正する現像装置において、前記現像スリーブと前記像担持体の回転方向を前記対向
部において互いに逆方向とし、前記規制ブレードを前記
第２磁極の対向近傍であって前記現像スリーブの下方に
配置することを特徴とする現像装置。
【請求項２】磁性キャリアの形状係数ＳＦ−１、ＳＦ
−２をそれぞれ１００〜１４０、１００〜１２０とする
ことを特徴とする請求項１の現像装置。