JP3919374B2

JP3919374B2 - 現像装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP3919374B2
Application number: JP5125999A
Authority: JP
Inventors: 恒司桝田; 和弘長谷川; 木村　　茂雄; 隆雄尾形
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JP2000250316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真方式や静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に顕画剤であるトナーとトナーに電荷を付与する磁性キャリアを主成分とした二成分現像剤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】
電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置、特に電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置には、発色性や混色性といった点から、殆どの現像装置が非磁性トナー粒子と磁性キャリアを混合した二成分現像剤を使用している。周知のように、この二成分現像剤を用いた現像法はキャリア粒子とトナー粒子の間で生じる摩擦帯電によりトナーに電荷が付与され電荷の付与されたトナーが像担持体に形成された潜像に対して静電的に付着することにより画像を形成する方法である。
【０００３】
例えば本発明の前提技術としての図２にて示す現像装置を例にして、二成分現像剤を用いる現像装置を説明すると、この現像装置４は像担持体としての感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に対向するように現像剤担持体としての現像スリーブ４２を備えている。
【０００４】
現像スリーブ４２は、矢印方向に回転自在に現像容器４１に支持されており、内部には磁界発生手段としての固定されたマグネットローラ５０を有している。二成分現像剤はマグネットローラ５０の磁力のために、トナーの付着したキャリアが穂立ちした、所謂磁気ブラシの状態で現像スリーブ４２に担持され、感光ドラム１上の静電潜像と対向する現像領域、所謂現像ニップＮまで搬送される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、高画質化のためにトナーとキャリアを小粒径化することによって現像剤の搬送力が弱まり、現像スリーブ４２上の現像剤量規制部材４３の現像スリーブ回転方向上流側近傍の現像剤圧縮部Ａで、現像剤が十分圧縮されないため粗密の部分ができ、均一な現像剤のコートができなくなるという現象が生じる場合があり、その結果、長手方向及び周方向の画像濃度ムラが発生し、画像全体の画質に影響を及ぼすことがある。
【０００６】
また、前記現像剤搬送力を上げるために、前記現像剤量を規制する磁極Ｓ２の磁力を上げることで上記問題を防止しようとすると、前記現像剤圧縮部Ａ以外に更に現像スリーブ回転方向上流側の広い範囲（現像剤溜り部Ｂ）でも圧縮力が増大してしまい、それによってトナー表面への外添剤の埋め込み等の現像剤の劣化が促進されて、長期の画像形成動作において画質の劣化を招くおそれがある、という問題があった。
【０００７】
本出願に係る発明の目的は、二成分現像剤を用いた現像装置において、小粒径化によって搬送力の低下した現像剤を、現像剤の劣化が無く長期に亙って均一に現像スリーブ上にコートすることを可能とした現像装置、および画質をより良好なものとすることができる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る発明の目的を実現する現像装置の構成は、静電潜像担持体上の静電潜像を現像するための非磁性トナー粒子と磁性キャリア粒子とを混合した二成分現像剤を担持して搬送するために回転する円筒状の現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に配置された複数の磁界を形成するための磁石を回転不可能に固定設置した磁界発生手段と、前記現像剤担持体に隙間を有して配置され、前記現像剤担持体の上に担持されて搬送される前記二成分現像剤の量を規制する規制部材とを有する現像装置において、前記磁界発生手段は、前記規制部材の現像剤搬送方向の上流側近傍に、前記磁性キャリア粒子に対し前記現像剤担持体の円筒断面の法線方向に働く磁気力の極大点と、前記極大点の現像剤搬送方向の上流側に磁気力の極小点を有し、前記極大点と前記極小点の間隔が３０度以下であり、前記極大点と前記極小点の間における前記磁性キャリア粒子に対し前記現像剤担持体の接線方向に働く磁気力の向きが、前記現像剤担持体の回転方向と同じであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本出願に係る発明の目的を実現する画像形成装置の構成は、上記した現像装置を有するものである。
【００１０】
上記した構成では、現像剤溜り部Ｂ近傍の現像剤の圧縮を増加させることなく、現像剤圧縮部Ａ近傍のみ現像剤の搬送力を増加させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図に示す前提技術および実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（前提技術）
図１、図２および図３は本発明の前提技術を示す。
【００１３】
図１は本発明の第１の前提技術におけるカラー画像形成装置の概略断面図を示す。
【００１４】
はじめに通常の画像形成動作であるが、本前提技術の画像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有する。リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査した原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信号を得る。
【００１５】
カラー色分解画像信号に、不図示の増幅回路を経て、不図示のビデオ処理ユニットにて処理を施し、プリンタ部に送出する。プリンタ部において、像担持体である感光ドラム１を矢印方向に回転自在に担持し、該感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、露光光学系３、電位センサ１２、４個の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４Ｂｋ、ドラム上トナー濃度検知センサ１３、転写装置５、クリーニング器６を配置する。
【００１６】
レーザビーム露光光学系３には、リーダ部からの画像信号を入力し、レーザ出力部（不図示）にて光信号に変換した後、レーザ光をポリゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラム１の面を線状に走査（ラスタスキャン）する光像Ｅに変換する。
【００１７】
プリンタ部画像形成時には、まず、感光ドラム１を矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後、帯電器２により一様に帯電した後、各分解色ごとに光像Ｅを照射し、潜像を形成する。
【００１８】
次に、各分解色ごとに所定の現像器を動作させて、感光ドラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体としたトナーにより画像を形成する。現像器は、偏心カム２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４Ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近するようにしている。
【００１９】
さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、記録材カセット７より搬送系及び転写装置５を介して感光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写する。転写装置５は、本前提技術では転写ドラム５ａ、転写帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート５ｆを円筒状に一体的に張設している。
【００２０】
記録材担持シート５ｆはポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。ドラム状とされる転写装置、つまり転写ドラム５ａを回転させるに従って感光ドラム上のトナー像は転写帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持された記録材上に転写する。
【００２１】
このように記録材担持シート５ｆに吸着搬送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカラー画像を形成する。４色モードの場合、このようにして４色のトナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラム５ａから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂ及び分離帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を介してトレイ１０に排紙する。
【００２２】
他方、転写後感光ドラム１は、表面の残留トナーをクリーニング器６で清掃した後再度画像形成工程に供する。
【００２３】
記録材の両面に画像を形成する場合には、定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆動し、排紙縦パス２０を経て、反転パス２１ａに一旦導いた後、記録材を一旦停止させ、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに退出させ、記録材を裏返して中間トレイ２２にストックする。
【００２４】
その後、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成する。また、転写ドラム５ａ上の記録材担持シート５ｆ上は、感光ドラム１、現像装置、クリーニング器６等からの粉体の飛散付着、又は記録材のジャム（紙づまり）時にトナーが付着すること、両面画像形成時に記録材上のオイルが付着する場合があること、等により汚染されるが、ファーブラシ１４と記録材担持シート５ｆを介して該ブラシ１４に対向するバックアップブラシ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５ｆを介して該ローラ１６に対向するバックアップブラシ１７の作用により清掃された後、再度画像形成プロセスに供せられる。
【００２５】
このような清掃は前回転時、後回転時に行ない、また、ジャム（紙づまり）発生時には随時行なう。
【００２６】
また、本前提技術においては、転写ドラム偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ｆと一体化しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録材担持シート５ａと感光ドラム１とのギャップを所定タイミングで所定間隔に設定可能な構成としている。
【００２７】
例えば、スタンバイ中または電源オフ時には、転写ドラムと感光ドラムの間隔を離し、感光ドラムの回転駆動から転写ドラムの回転を独立させることが可能な構成である。
【００２８】
また、この一連の画像形成動作で、現像器は以下のように動作している。
【００２９】
ＣＣＤにより読み取られた現像画像が各プロセスを経て感光ドラム上に静電潜像を形成し、その静電潜像が現像位置に達するときに、不図示の現像バイアス電源によりＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳された現像バイアスが、択一的に選択された現像器の現像スリーブに印加され、不図示の現像スリーブ駆動装置により現像スリーブが回転し、現像加圧カムにより加圧され静電潜像を可視像化する。
【００３０】
次に、現像装置４について更に詳しく説明する。
【００３１】
本前提技術において、現像装置４は粉砕法にて製造された非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）を混合した二成分現像剤（現像剤）を収容する現像容器４１を有する。
【００３２】
現像容器４１は、隔壁４４によって現像室（第一室）４５と撹拌室（第二室）４６とに区分されている。上記現像室４５及び撹拌室４６には、スクリュータイプの第一及び第二の撹拌搬送手段として、第一撹拌スクリュー４７及び第二撹拌スクリュー４８が設けられている。第一撹拌スクリュー４７は現像室４５内の現像剤を撹拌及び搬送し、また、第二撹拌スクリュー４８は撹拌室４６内の現像剤を撹拌及び搬送するものであり、現像剤のトナー濃度（トナー／キャリア比、即ちＴＣ比）を検知及び制御するトナー濃度制御装置の制御により、トナー補給槽（不図示）から第二撹拌スクリュー４８の現像剤搬送方向の上流に供給されるトナーと、撹拌室４６内に既存の現像剤とを撹拌し、トナー濃度を均一化する。
【００３３】
また、隔壁４４には、現像装置４の長手方向の両端部、つまり例えば第一撹拌スクリュー４７長手方向の両端部において、現像室４５と撹拌室４６とを相互に連通させる現像剤通路が設けられており、更に第一撹拌スクリュー４７と第二撹拌スクリュー４８とが長手方向に逆向きに現像剤を搬送することで、一方の現像剤通路を通して現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室４５内の現像剤が撹拌室４６へ、また、反対側の現像剤通路を通して撹拌室４６にてトナー補給を受けトナー濃度の復帰した現像剤が現像室４５へと移動するように構成されている。
【００３４】
上記現像容器４１の現像室４５は、感光ドラム１に対向する位置が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ４２が矢印方向に回転可能に現像容器４１に支持されている。
【００３５】
現像スリーブ４２は非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段としてのマグネットローラ５０が現像容器４１に回転不可能に固定されている。現像動作時には、現像剤はマグネットローラ５０の磁力によって穂立ちし、所謂磁気ブラシの状態で現像スリーブ４２上に担持され、現像スリーブ４２の回転に伴って回転方向に搬送される。
【００３６】
現像剤は更にブレード状の現像剤層厚規制手段であるブレ−ド４３によって層厚を規制された後、感光ドラム１上に形成する。静電潜像と対向する領域、所謂現像ニップＮまで担持搬送されて、トナーのみが静電的に静電潜像に飛翔して、感光ドラム１上にトナー像を形成する。
【００３７】
又、現像効率、即ち静電潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ４２には直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００３８】
本前提技術によると、マグネットローラ５０は、現像スリーブ４２の回転方向に順に現像領域に磁界を形成する現像磁極Ｓ１（１０００Ｇ）、Ｎ３（５００Ｇ）、Ｎ２（５００Ｇ）、現像剤の層厚を規制する磁極Ｓ２（７００Ｇ）、Ｎ１（７００Ｇ）の各磁極を有する。
【００３９】
ここで、上記の各々の数値はそれぞれの磁極の形成する磁界における磁束密度の絶対値の最大値を表している。又、ブレード４３はＳＵＳなどの非磁性材料にて構成され、先端近傍に磁性板５１が取り付けてある。
【００４０】
磁性板５１は、磁極Ｓ２よりも現像スリーブ４２の回転方向の下流側に１３度の位置にあり、且つ先端と現像スリーブ４２の表面との間には、隙間が設けられるように配置されている。
【００４１】
このブレード４３の先端の磁性板５１と、その位置に磁界を形成する磁極Ｓ２との協働により、現像スリーブ４２上に担持され現像領域へと搬送される現像剤の層厚を規制する。層厚を規制された現像剤は、磁性板５１と現像スリーブ４２との間をトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。
【００４２】
尚、本前提技術によると、感光ドラム１の外径は１８０ｍｍ、現像スリーブ４２の外径は２４．５ｍｍ、現像スリーブ４２とブレード４３の先端との間隔は７００μｍとし、感光ドラム１の周速を２００ｍｍ／ｓｅｃ、現像スリーブ４２の周速を３５０ｍｍ／ｓｅｃとした。又、静電潜像の現像としては、感光ドラム１の表面を暗電位として−７００Ｖに一様に帯電した後、露光して明電位として−２００Ｖの静電潜像を形成し、現像スリーブ４２に交番電圧（周波数２０００Ｈｚ、Ｖｐｐ２０００Ｖの交番電圧に直流電圧−５００Ｖを重畳したもの）を印加し、上記の明電位である−２００Ｖの潜像にトナーの飛翔を行なう、所謂反転現像を行なった。
【００４３】
次に、本前提技術にて用いられる二成分現像剤について説明する。
【００４４】
本前提技術によるとトナーは、結着樹脂、着色材、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上、８μｍ以下とされ、本前提技術では６．５μｍであった。
【００４５】
又、本前提技術によるとキャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０^７Ωｃｍ以上、好ましくは１０^８Ωｃｍ以上である。
【００４６】
尚、本前提技術にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。
【００４７】
測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用し、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。
【００４８】
測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
【００４９】
試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【００５０】
又、本前提技術にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流からキャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
【００５１】
以上に示した本前提技術の画像形成装置及び現像剤を用いて現像スリーブ４２上の現像剤の搬送性を検討するにあたり、先ず、現像剤圧縮部Ａの近傍におけるキャリアに働く磁気力について詳しく説明する。
【００５２】
キャリアに働く磁気力Ｆｂはキャリアの磁化をｍ（ｅｍｕ／ｃｍ^３）、キャリア１個の体積をＶ（ｃｍ^３）、マグネットローラ５０による磁界をＢ（ガウス）とすると、キャリア１個に働く磁気力ベクトルＦｂ（ｄｙｎ／個）は、ＣＧＳ単位系で、
ベクトルＦｂ＝−Ｖ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）
と表現できる。
【００５３】
又、磁気力ベクトルＦｂは、現像スリーブ４２表面に対して垂直な方向、即ち、現像スリーブ４２の法線方向に働く力（ベクトルＦｒ）と現像スリーブ４２表面の接線方向に働く力（ベクトルＦθ）に分割して考えることができ、現像スリーブ４２の表面から法線方向に向かう距離をｒ（ｃｍ）とすると、キャリア１個当たりに対して現像スリーブ５１表面から法線方向に働く磁気力は、ＣＧＳ単位で、
ベクトルＦｒ（ｄｙｎ／個）
＝−ｄ／ｄｒ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）
＝−Ｖｄ／ｄｒ（｜ベクトルｍ｜｜ベクトルＢ｜）
＝−Ｖ｜ベクトルｍ｜ｄ／ｄｒ｜ベクトルＢ｜
となり、｜ベクトルｍ｜を勾配の前に出すことが可能である。
【００５４】
このように、キャリア１個に対して現像スリーブ４２の法線方向に働く磁気力の大きさは、マグネットローラ５０による磁場の強さの絶対値の、現像スリーブ４２の法線方向の勾配に比例しており、この力の方向はマグネットローラ５０の中心に向かう方向である。
【００５５】
同様に、キャリア１個当たりに対して現像スリーブ４２表面の接線方向に働く磁気力については、θを現像スリーブ４２の回転方向、即ち、現像剤の搬送方向を正として、ＣＧＳ単位で、
ベクトルＦθ（ｄｙｎ／個）
＝１／ｒ・ｄ／ｄθ（ベクトルｍＶ・ベクトルＢ）
＝Ｖ／ｒ・ｄ／ｄθ（｜ベクトルｍ｜｜ベクトルＢ｜）
＝Ｖ／ｒ｜ベクトルｍ｜ｄ／ｄθ｜ベクトルＢ｜
と表現することができ、このように、キャリア１個に対して現像スリーブ４２表面の接線方向に働く磁気力の大きさは、マグネットローラ５０による磁場の強さの絶対値の、現像スリーブ４２表面の接線方向の勾配に比例している。
【００５６】
現像スリーブ４２がキャリアを搬送する力を上げるためには、キャリア１個当たりに対する現像スリーブ４２の表面に垂直な方向及び接線方向に働く磁気力、即ち、Ｆｒ及びＦθの値を大きくすれば良いことが従来より分かっているが、そのためには現像剤量規制磁極Ｓ２の磁界の強さベクトルＢを大きくしなければならない。
【００５７】
しかし、Ｓ２の磁界の強さベクトルＢを大きくすると、現像剤圧縮部Ａのみならず、現像剤溜り部Ｂ近傍までＦｒが増加し、現像剤圧縮領域が大きくなりすぎて現像剤の劣化を招いてしまう。
【００５８】
そこで、本前提技術によれば、現像剤圧縮領域及び現像剤溜り領域の磁界の強さベクトルＢと現像スリーブ４２の表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒとの相関を詳しく検討し、現像剤圧縮部Ａ近傍のＦｒを大きく、現像剤溜り部Ｂ近傍のＦｒを小さくすることが可能となった。即ち、現像剤圧縮部Ａ近傍がＦｒの極大点に、現像剤溜り部Ｂ近傍がＦｒの極小点になるような磁界の強さベクトルＢとすることである。
【００５９】
本前提技術では、現像スリーブ４２の表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒの分布と現像剤圧縮及び現像剤溜り部との関係が図３のグラフに示すものとなるように、マグネットローラ５０の磁極を構成する。なお、図３において、Ｂｒは法線方向の磁束密度であり、Ｂθは接線方向の磁束密度である。
【００６０】
図３において理解されるように、現像スリーブ４２の表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒは、現像剤圧縮部Ａ近傍で極大点、現像剤溜り部Ｂ近傍で極小点をもっている。この時、このＦｒの極大点と極小点の間隔を離していく（極小点の位置を現像スリーブ回転方向上流側にずらしていく）と、現像剤溜り部Ｂ近傍のＦｒが増大していき、その間隔が３０度を超えると効果が無くなる事がわかった。つまり、極大点と極小点との間隔は３０度以下にしなければならない。
【００６１】
以上、本前提技術による検討の結果、現像スリーブ４２の表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒが、現像剤圧縮部Ａで極大点をもち、さらにその上流側の現像剤溜り部Ｂ近傍で極小点をもち、且つ、極大点と極小点の間隔が３０度以内となるような、例えば図２に示したマグネットローラ５０の磁極構成とすることで、本前提技術で用いた重量平均粒径が概略４０μｍであるキャリアを含む現像剤使用時でも、現像剤の劣化を起こさずに現像スリーブ表面に均一なコートを維持することが可能となる。
【００６２】
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、現像剤の搬送力を上げる要因となる現像スリーブ４２の接線方向に働く磁気力Ｆθに着目したものである。前提技術では、現像剤圧縮部Ａ近傍で極大点をもち、さらにその上流側の現像剤溜り部近傍で極小点をもつことで、現像剤圧縮部Ａ近傍のみで現像剤搬送力を増加させた。
【００６３】
本実施の形態ではそれに加えて現像剤圧縮部Ａ近傍から現像剤溜り部Ｂ近傍までのＦθの向きを現像スリーブ４２の回転方向、即ち現像剤搬送方向とした。
【００６４】
本実施の形態によると、現像スリーブ４２の接線方向に働く磁気力Ｆθの分布と現像剤圧縮部Ａ及び現像剤溜り部Ｂとの関係が図４のグラフに示すものとなるように、マグネットローラ５０の磁極を構成する。なお、図４において、Ｂｒは法線方向の磁束密度であり、Ｂθは接線方向の磁束密度である。
【００６５】
図４に示すように、現像剤圧縮部Ａ近傍から現像剤溜り部Ｂ近傍までのＦθは正となっている。Ｆθは現像スリーブ４２の回転方向、即ち現像剤搬送方向を正としているので、Ｆθが正であることは、キャリアに対して現像スリーブ４２の回転方向に向かう磁気力が働いていることがわかる。このように、Ｆｒは増加させていないために現像剤の圧縮は増加してない。即ち、現像剤の劣化が促進されずに現像剤の搬送力のみが向上する。
【００６６】
以上、前提技術の構成に加え、現像剤圧縮部Ａ近傍から現像剤溜り部Ｂ近傍までのＦθの向きを現像剤搬送方向とするようなマグネットローラ５０の磁極構成とすることで、前提技術より更に効果的に、重量平均粒径が概略４０μｍであるキャリアを含む現像剤使用時でも、現像剤の劣化を起こさずに現像スリーブ表面に均一なコートを維持することが可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、現像剤溜り部近傍の現像剤の圧縮を増加させることなく、現像剤圧縮部Ａ近傍のみ現像剤の搬送力を増加させることができる。従って、小粒径化したトナー粒子及びキャリア粒子を含む二成分現像剤使用時にも、現像剤の劣化を起こさずに長期に亙る安定した搬送を実現でき、画像濃度ムラなどの画像不良を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提技術を示す画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の前提技術を示す現像装置の断面図である。
【図３】本発明の前提技術の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の説明図である。
【符号の説明】
１…感光ドラム２…帯電装置
４…現像装置６…クリーニング装置
９…定着装置４２…現像スリーブ
５０…マグネットローラ

Claims

静電潜像担持体上の静電潜像を現像するための非磁性トナー粒子と磁性キャリア粒子とを混合した二成分現像剤を担持して搬送するために回転する円筒状の現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に配置された複数の磁界を形成するための磁石を回転不可能に固定設置した磁界発生手段と、前記現像剤担持体に隙間を有して配置され、前記現像剤担持体の上に担持されて搬送される前記二成分現像剤の量を規制する規制部材とを有する現像装置において、
前記磁界発生手段は、前記規制部材の現像剤搬送方向の上流側近傍に、前記磁性キャリア粒子に対し前記現像剤担持体の円筒断面の法線方向に働く磁気力の極大点と、前記極大点の現像剤搬送方向の上流側に磁気力の極小点を有し、前記極大点と前記極小点の間隔が３０度以下であり、前記極大点と前記極小点の間における前記磁性キャリア粒子に対し前記現像剤担持体の接線方向に働く磁気力の向きが、前記現像剤担持体の回転方向と同じであることを特徴とする現像装置。
前記磁性キャリア粒子の重量平均粒径は、２０μｍ以上、５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
前記非磁性トナー粒子の体積平均粒径は、５μｍ以上、８μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
前記磁界発生手段は、前記二成分現像剤を前記現像剤担持体に汲み上げる磁極と、前記二成分現像剤の量を規制する磁極と、前記像担持体上の静電潜像に対向する現像領域に前記二成分現像剤を搬送する磁極と、および前記現像領域に磁界を形成する現像用磁極とを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の現像装置。
前記像担持体上の前記静電潜像を現像する際に、前記現像剤担持体に交流バイアスを重畳した直流バイアスを印加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の現像装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。