JP4730057B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成された静電潜像に粉状のトナーを付着させることによって可視化する現像装置、及びこの現像装置を用いた電子写真式の画像形成装置に関する。

像担持体上に形成された静電潜像にトナーを選択的に転移して可視化する現像装置は、使用する現像剤の種別等に応じ、従来より各種タイプが提案されている。その中で磁性一成分現像剤を用いた現像装置としては、例えば、特許文献１に開示されるものがある。
この現像装置は、図１１に示すように、磁性トナーを収容するハウジング１０１と、静電潜像が形成された像担持体１００に対向して設けられる現像ロール１０２（現像剤担持体）と、現像ロール１０２に圧接され、現像ロール上の現像剤付着量を規制する層形成部材１０３とを備えている。そして、上記現像ロール１０２は、周方向に複数の磁極が設けられたマグネットロール１０２ｂと、この周囲でマグネットロールとは独立して回転する円筒状のスリーブ１０２ａとで主要部が構成されている。また、層形成部材１０３は、マグネットロール１０２と接触する部分にゴム等の弾性部材が一般に用いられる。

このような現像装置においては、ハウジング１０１内に収納された磁性トナーは、マグネットロール１０２ｂの磁力でスリーブ１０２ａの表面に保持され、層形成部材１０３との間を通過する際に現像ロール１０２の表面に摺擦されてトナーの薄層が形成される。そして、このトナーと現像ロール１０２の表面との摺擦又はトナーと層形成部材との摺擦によってトナーは摩擦帯電し、電荷が付与される。

層形成部材１０３によって薄層化されたトナーはスリーブ１０２ａの回転により、像担持体１００と現像ロール１０２とが対向する現像領域へ搬送される。像担持体１００と現像ロール１０２との間には、電源装置１０４から直流重畳交流電圧又は直流電圧が印加されており、現像領域で生じる電界によって電荷を有するトナーが像担持体１００の静電潜像に飛翔して現像が行われる。

上記のような一成分現像装置は小型化が容易であるという利点を生かして、低速の小型複写機やプリンターに用いられることが多いが、中速以上の中型複写機やプリンターにも用いられるようになっており、さらなる性能の向上が求められている。
特願平１１−３１４７８５号公報

上記のような従来の現像装置において、改良が望まれている点として、次のような事項がある。
現像ロールに圧接される層形成部材を備えた現像装置では、現像ロール上に形成されるトナー層の状態が不安定になり易い。特に、先の周回で像担持体へトナーが転移しない白部分と対向した領域と、像担持体へトナーが転移される画像部分（黒色トナーのみを用いる装置では黒部分）と対向した領域とで、トナー層の状態に差が生じることがある。つまり、先の周回で白部分と対向した領域ではトナーが消費されておらず、再度同じトナーが層形成部材によって圧接される。このため、この領域ではトナーが高密度で凝集され、飛翔しにくくなる。これに対し、像担持体へトナーが転移される黒部分と対向した領域では現像剤担持体上のトナーが消費され、新たなトナーが供給されているので、トナーの凝集は生じにくい。したがって、先の周回で像担持体の白部分と対向した領域と黒部分と対向した領域とで、トナーの凝集度及び帯電量が異なり、像担持体への飛翔量に差が生じる。このトナーの飛翔量の差は、いわゆるゴーストと呼ばれる画像欠陥が生じる原因となる。したがって、トナーの飛翔量や帯電量を一定にする必要がある。

また、トナーが層形成部材の圧接部分を繰り返し通過すると、現像ロールの表面に複数回にわたって摺擦され、トナーが機械的なストレスを受ける。これによりトナーの劣化が促進される。このようなトナーの劣化が生じるとトナーの帯電量が低下することとなり、現像不良やかぶりが発生し易くなる。特に、低温で定着可能なトナーは劣化が顕著となる。したがって、トナーの劣化を防止するために層形成部材と現像ロールとの間に作用する圧接力を小さくすることが望まれている。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤担持体上のトナーの凝集を防止するとともに、十分な帯電量を確保して良好な現像性能を得ることである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、 表面に静電電位の差による潜像が形成された像担持体と対向するように配設され、無端状の周面が周回移動する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体の周面に圧接され、トナーの薄層を形成する層形成部材と、 前記現像剤担持体と前記像担持体との間に現像バイアス電圧を印加する電源装置とを備えた現像装置であって、 前記現像剤担持体は、磁極の位置が不動に支持されたマグネットロールと、該マグネットロールの外側で回転する円筒状のスリーブとを有し、該スリーブの周面に沿って前記マグネットロールに複数の磁極が設けられ、該磁極によって磁性トナーを前記スリーブの周面上に吸着するものであり、 前記層形成部材は、前記現像剤担持体との圧接面に沿って形成された導電性層を有し、 該導電性層と前記現像剤担持体との間に交流電圧が印加されるものであり、 前記層形成部材が前記現像剤担持体の周面に圧接される部分の下流側で、前記交流電圧の印加による電界内でトナーが往復運動する領域と対向する位置に、前記マグネットロールの二つの同極性の磁極が隣り合って設けられていることを特徴とする現像装置を提供する。

この現像装置では、現像剤担持体の周面に沿って磁極が設けられており、この磁力によって磁性トナーが現像剤担持体の表面に保持され、搬送される。層形成部材が現像剤担持体に圧接されている位置に搬送されたトナーは、層形成部材又は現像剤担持体に摺擦されて帯電するとともに、トナー量が規制されて薄層化される。そして、層形成部材が現像剤担持体に圧接されている位置の下流側では、導電性層を有する層形成部材と現像剤担持体との間に交流電圧が印加されているので、現像剤担持体上のトナーは交番電界の影響を受け、双方間で往復運動すなわち振動する。これにより、現像剤担持体の周面上に付着しているトナーがほぐされ、凝集するのが防止される。特に、現像剤担持体の先の周回で白部分と対向した領域ではトナーが消費されず、再度層形成部材に圧接されているが、トナーが層形成部材と現像剤担持体との間で往復運動することにより、凝集がほぐされる。また、トナーが層形成部材と現像剤担持体の間を往復運動することによって層形成部材又は現像剤担持体に繰り返し接触し、十分に摩擦帯電する。これにより、帯電量の差が解消される。
したがって、先の周回でトナーが消費された領域と消費されなかった領域とでトナーの飛翔量に差が生じることが抑制され、ゴースト等の画像欠陥を防止することができる。

また、層形成部材の現像剤担持体に対する圧接力を小さく設定しても、トナーは往復運動による層形成部材又は現像剤担持体への接触によって十分に帯電する。したがって、層形成部材の現像剤担持体に対する圧接力を小さく設定してトナーの劣化を防止することができる。

さらに、この現像装置では、マグネットロールに設けられた磁極によってスリーブ上にトナーが吸着され、このスリーブの回転によってトナーが像担持体との対向位置に搬送される。そして、層形成部材が現像剤担持体と接触する位置の下流付近に、マグネットロールの磁極が設けられているので、この位置ではスリーブ上のトナー粒子が穂状になって吸着され、いわゆる穂立ちが生じる。この穂状となったトナーが層形成部材と現像剤担持体間に形成された交番電界により層形成部材と現像剤担持体間で往復運動する。したがって、穂立ちしたトナーの下層部分に存在するトナーも移動が拘束され難く、有効にほぐされて凝集が解消されるとともに十分に帯電される。

また、層形成部材と現像剤担持体とが圧接される部分の下流側に、マグネットロールの二つの同極性の磁極が隣り合って設けられており、この同磁極間では反発磁界が生じている。これにより、スリーブ上で搬送されるトナーは磁極上で穂状に立ち上げられた後、磁極間を通過するときに磁界による拘束力が弱くなり、スリーブ上の穂立ちが崩れながら通過する。したがって、電界の作用による往復運動が効率よく生じ、トナー層が有効にほぐされるとともに、十分な帯電が行われる。

請求項２に記載の現像装置は、請求項１に記載の現像装置において、 前記層形成部材は、前記導電性層に積層して絶縁性材料又は摺擦されたトナーを帯電させる程度の高抵抗材料の表面層を有し、該表面層が前記現像剤担持体に接触するものとする。

この層形成部材では、現像剤担持体と接触する表面には、導電性層に積層して絶縁性材料又は高抵抗材料による表面層が形成されているので、トナーが摺擦されたとき、及び電界の作用によって往復運動するトナーが接触したときに、トナーを効率よく帯電させる。これにより、層形成部材の圧接力を軽減してもトナーを十分に帯電させることができる。

請求項３に記載の画像形成装置は、無端状の周面に静電電位の差による潜像が形成される像担持体と、 前記像担持体上の潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、 形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、 前記トナー像が転写された転写材を加熱された部材に圧接し、該トナー像を加熱・加圧して定着する定着装置と、を有し、 前記現像装置は、請求項１又は請求項２に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置を提供する。

この画像形成装置では、導電性層を有する層形成部材と現像剤担持体との間には交流電圧が印加されているので、層形成部材と現像剤担持体との間でトナーが往復運動する。これにより、トナーの凝集を防止することができるとともにトナーが層形成部材及び現像剤担持体に繰り返し摺擦され、トナーに十分な帯電量を付与することができる。したがって、トナーの凝集や現像剤担持体上の位置によって帯電量の差が生じることによる画像欠陥を防止することができる。

以上説明したように、本願発明に係る現像装置及び画像形成装置では、層形成部材と現像剤担持体間に交流電圧を印加し、この層形成部材と現像剤担持体とが圧接される部分の下流側で、トナー層をほぐして凝集を防止するとともに十分に帯電させることができる。また、固定支持されたマグネットロールには、この位置と対応して磁極を設け、トナーを穂状にして上記印加電圧による交番電界内でトナーを有効に運動させることができる。これにより、先の周回で像担持体の白部分と対向してトナーが消費されていない領域と、黒部分と対向してトナーが消費された領域とで、トナーの凝集度及び帯電量の差を解消することができる。したがって、ゴーストやトナーの帯電不良による画像欠陥を低減し、良好な現像が可能となる。
また、層形成部材の圧接力を小さくしてもトナーの帯電量は十分なものとなるので、トナーの劣化を抑制でき、長期にわたって画像濃度の低下などの画像欠陥が生じにくい良好な現像性能を得ることができる。

以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の現像装置を用いることができる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、原稿から画像情報を読み取る画像読み取り装置１と、パーソナルコンピュータ等の外部機器と通信回線によって接続され、画像情報を受信する受信部２と、上記受信部２又は画像読み取り装置１からの画像情報をデジタル画像信号に変換し、画像処理等を行う画像記録制御部３と、画像記録制御部３から出力される情報に基づいて画像を形成する画像形成部４とを備えている。

画像形成部４は、一様帯電後に像光が照射されて表面に静電電位の差による潜像が形成される円筒状の感光体ドラム１１（像担持体）を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置１３と、感光体ドラム１１上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置１４と、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を記録シートに転写する転写装置１５と、トナー像を転写した後の感光体ドラム１１に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６と、感光体ドラム１１を除電して電位を初期化する除電露光装置１７と、を備えている。

また、転写装置１５の下流側には、記録シート上のトナー像を加熱及び加圧して記録シートに圧着する定着装置１８が設けられている。そして、定着装置１８の下流側には記録シートを装置内から送り出す排紙ローラ（図示せず）が設けられており、この排紙ローラが記録シートを排紙トレイへ排出するものとなっている。

上記感光体ドラム１１は、表面に負帯電系の有機感光体からなる表面層を有しており、帯電装置１２により一様に帯電された後、露光装置１３から像光が照射されることにより光照射部の電位が減衰し、静電電位の差による潜像を形成することができるものである。静電潜像が形成されたときの表面電位は例えば画像部（露光部）で−１００Ｖ、背景部（非露光部）で−５００Ｖとすることができる。

上記帯電装置１２は、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属のロールに高抵抗材料のコーティングを施したものであり、感光体ドラム１１に当接され、従動回転するようになっている。そして、所定の電圧が印加されることにより、該ロールと感光体ドラム１１との接触部近傍における微小間隙内で継続的な放電が生じ、感光体ドラム４の表面をほぼ一様に帯電するものである。

上記露光装置１３は、画像記録制御部３から出力される画像信号に基づいて画素毎に点滅するレーザー発生装置を備えるものであり、ポリゴンミラーによって感光体ドラム１１の周面を露光走査するものである。これにより感光体ドラム１１の周面上で露光部の電位が減衰し、静電電位の差による潜像が形成される。

上記現像装置１４は、感光体ドラム１１と近接・対向する位置に生じている電界内で、上記露光部に負極性に帯電したトナーを転移して可視像を形成するものである。この現像装置の構成については後に詳述する。

上記転写装置１５は、感光体ドラム１１と対向するように配置され、感光体ドラム１１との間に電界を形成するものであり、感光体ドラム１１と当接して搬送される記録シートに感光体ドラム上に形成されたトナー像を静電的に転移させるものである。

上記定着装置１８は、中心軸回りに回転が可能に支持された加熱ロール１８ａと、この加熱ロール１８ａと平行に圧接されて回転する加圧ロール１８ｂとを備えており、加熱ロール１８ａには加熱源としてハロゲンランプ１８ｃが内蔵されている。そして、回転駆動される加熱ロール１８ａと加圧ロール１８ｂとの圧接部に未定着のトナー像を担持した記録シートが送り込まれると、加熱ロール１８ａからの熱移動によってトナー像を加熱するとともに加圧して記録シート上に圧着するものとなっている。

次に、上記現像装置１４について説明する。
この現像装置１４は、図２に示すように、感光体ドラム１１と対向する位置に設けられており、ハウジング２１内にトナーを収容するとともに、このハウジング２１内に、感光体ドラム１１と近接対向し表面に磁性トナーを付着して搬送する現像剤担持体２２（現像ロール）と、この現像剤担持体２２上のトナーを規制してトナー層を形成する層形成部材２３と、ハウジング２１内のトナーを撹拌するともに現像剤担持体２２の表面にトナーを供給する撹拌部材２４と、感光体ドラム１１と現像剤担持体２２との間に現像バイアス電圧を印加する直流電源２５及び交流電源２６とを備えている。

この現像剤担持体２２は、軸線回りに回転駆動される円筒状のスリーブ２２ａと、このスリーブ２２ａの内側で回転しないように固定して支持され、複数の磁極が周面に沿って配列されたマグネットロール２２ｂとで主要部が構成されている。そして、上記スリーブ２２ａの周面が上記感光体ドラム１１と近接して対向するように設けられ、回転することによって表面に付着したトナーを感光体ドラム１１との対向領域に搬送するものとなっている。このスリーブ２２ａと感光体ドラム１１との対向位置Ａ（現像領域）での間隙は２００μｍから３５０μｍ程度となるように設定されている。

上記マグネットロール２２ｂの複数の磁極は、Ｓ極とＮ極とが周面に沿って配列された磁気パターンを形成しており、この磁気パターンに従って、磁性トナーをスリーブ２２ａの表面上に吸着することができるようになっている。上記磁極の一つは、図４に示すように、層形成部材２３がスリーブ２２ａに圧接された位置の下流側で、層形成部材２３がスリーブ２２ａの表面と間隙をおいて対向する部分に設けられている。したがって、スリーブ２２ａ上に吸着された磁性トナーはこの部分を通過するときに穂状に立ち上げられるようになっている。

上記スリーブ２２ａは、フェノールなどの樹脂スリーブやアルミニウムやステンレススチールなどの金属スリーブ、あるいは表面に酸化アルミニウム層や金属メッキなど、又はアクリル、エポキシ、ポリエステルなど樹脂系被覆膜をもつ金属スリーブなどが使用される。そして、このスリーブ２２ａには、直流電源２５と交流電源２６とから現像バイアス電圧として直流重畳交流電圧が印加され、スリーブ２２ａと感光体ドラム１１とが近接する現像領域Ａで、感光体ドラム１１との間に交番電界が生じるようになっている。この現像バイアス電圧は、例えば交流成分の周波数が２．２ＫＨｚ、ピークツーピーク電圧を１８００Ｖ、直流成分を−３５０Ｖとすることができる。

上記層形成部材２３は、図３（ｂ）に示すように、導電性層として機能するステンレスの板バネ２３ａに、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）又はＰＥ（ポリエチレン）からなる絶縁性のテープ２３ｂを圧接部材として貼り付けたものである。そして、図３（ａ）に示すように板バネ２３ａの一端付近がハウジング２１に固定支持され、先端をスリーブ２２ａの回転方向における上流側へ向けた状態でスリーブ２２ａに圧接されている。この層形成部材２３の圧接力はスリーブ２２ａの軸線方向における単位長さ当たりに０．５９Ｎ／ｃｍ程度以下（６０ｇｆ／ｃｍ以下）とするのが望ましく、均一な層形成が可能な範囲で小さく設定するのが良い。

また、上記層形成部材２３の板バネ２３ａとスリーブ２２ａとの間には、図２に示すように、現像バイアス電圧を印加するための交流電源２６から交流電圧が印加されており、層形成部材２３とスリーブ２２ａとが対向する間隙内に交番電界を生じるものとなっている。

上記現像装置１４で用いられる磁性トナーは、結着樹脂、磁性粉及び着色剤を含むものであり、その平均粒子径が３〜１０μｍの範囲にあるものが望ましい。また、適宜帯電調整剤等の外添剤が添加されたものを用いることができる。

次に、上記現像装置１４の動作について説明する。
ハウジング２１内に収容されている磁性トナーが撹拌部材２４によって撹拌され、スリーブ２２ａの表面に供給される。そして、マグネットロール２２ｂに設けられた磁極によってスリーブ２２ａの表面に吸着されたトナーは、スリーブ２２ａの回転によって層形成部材２３の圧接位置に搬送される。層形成部材２３が圧接されている位置では、トナーが層形成部材２３及びスリーブ２２ａの表面に摺擦され、これによりトナーが帯電されるとともに薄層化される。薄層化されたトナーは、図４に示すように、層形成部材２３とスリーブ２２ａとが間隙をおいて対向する領域で、これらの間に印加された交流電圧による電界内で往復運動をする。

また、図５（ａ）に示すように、層形成部材２３と現像剤担持体２２との間で交番電界が形成される位置に対応して、マグネットロール２２ｂに磁極が設けられているので、この位置でトナーＴは穂立ちを形成する。穂状に立ち上げられたトナーは、移動に対する拘束力が小さくなっており、層形成部材２３と現像剤担持体２２との間に形成された交番電界の影響を受けやすく、有効に往復運動が生じる。つまり、図５（ｂ）に示すように、交番電界が生じる位置がマグネットロール３２ｂの磁極間に対応していると磁力線に沿って鎖状に連なったトナーＴはスリーブ３２ａの周面上で積層され、対向する層形成部材に向かって移動しようとするのが拘束される。これに対し、図５（ａ）に示すように、交番電界が形成される位置に磁極を設け、トナーの穂立ちを形成することによって有効にトナーの往復運動が生じることになる。

上記のようにトナー粒子が層形成部材２３と現像剤担持体２２とが圧接される位置の下流側で往復運動することにより、圧接位置を通過したトナー層がほぐされる。したがって、回転するスリーブ２２ａの先の周回で感光体ドラム上の像のない白部分と対向した位置ではトナーが消費されず、再度層形成部材２３との圧接部を通過しているが、加圧による凝集がほぐされ、感光体ドラム１１に転移しやすい状態となる。また、往復運動によって繰り返し層形成部材２３及びスリーブ２２ａの表面に接触し、十分に帯電される。したがって、先の周回で像のない白部分に対向してトナーが消費されなかった領域でも、トナーが現像によって消費され新たなトナーが供給された領域と同様に、トナーが感光体ドラム１１に転移しやすい状態となる。また、十分に帯電が行われるので、トナーが消費されずに繰り返し層形成部材２３との圧接部を通過した領域と新たにトナーが供給された領域とでトナーの帯電量の差が生じることも少ない。

上記のように形成されたトナー層は、スリーブ２２ａの回転によって現像領域Ａに搬送され、現像剤担持体２２と感光体ドラム１１との間隙に生じている交番電界内で電荷を有するトナーがスリーブ２２ａの表面から離れ、往復運動をする。また、この往復運動によってトナーの粒子同士が衝突し、全体がクラウド状となる。このトナーのクラウドは、バイアス電圧の直流成分によって感光体ドラム１１上の潜像部分（露光部）に引き寄せられ、この静電潜像を可視化する。このとき、スリーブ２２ａ上のトナー層は均一に形成されており、上記現像は均一に行われ、ゴースト等の画像欠陥を有効に抑制することができる。また、トナーは十分に帯電されており、良好な画像が形成される。

さらに、トナーは層形成部材２３の下流側で十分に帯電されるので、層形成部材２３の圧接力を大きくして強くトナーを擦りつける必要がなく、圧接力を小さく設定してトナーの劣化を抑制することもできる。

上記現像装置１４における層形成部材２３は、図３に示されるものに代えて、図６又は図７に示されるような構成を備えるものを用いることもできる。
図６に示す層形成部材４１は、ＰＥＴ、ＰＥＮ又はＰＥ等の樹脂フィルム４１ａを用い、この樹脂フィルム４１ａの一端を現像装置のハウジング２１に固定するとともに、先端付近を現像スリーブ２２ａに圧接するものである。この樹脂フイルム４１ａの背面側には、図６（ｂ）に示すように、アルミニウム等の金属層４１ｂを蒸着等によって形成しておき、この金属層４１ｂ（導電性層）とスリーブ２２ａとの間に交流電圧を印加するものである。このような層形成部材４１では、樹脂フィルム４１ａが柔軟に変形するものとなり、層形成部材４１のスリーブ２２ａに対する接触圧を小さく設定することができる。
また、図７に示す層形成部材４２は、ゴムや発泡樹脂等の弾性板４２ｃと、ＰＥＴ、ＰＥＮ又はＰＥ等の樹脂フィルム４２ａに蒸着等によって金属の薄層４２ｂが形成された積層体とからなり、金属の薄層４２ｂが樹脂フィルム４２ａと弾性板４２ｃとの間に挟み込まれるように貼り合わせたものである。そして、樹脂フィルム４２ａを圧接部材として現像スリーブ２２ａに当接し、上記金属の薄層４２ｂを導電性層として交流電圧を印加する。この構成とすることにより、層形成部材４２が柔軟に変形可能となり、圧接力を小さく設定することができるとともに、圧接部における弾性板４２ｃの変形によりスリーブ２２ａとの圧接幅を大きくすることができる。

上記現像装置１４のマグネットロール２２ｂに設けられた磁極は、図８に示すように、交番電界が形成される領域と対応する位置に同極性の磁極を並設することができ、本願発明の実施形態である現像装置はこのように磁極を配列したものである。
このように磁極が配置されていると、図９に示すように、それぞれの磁極と対応する位置でトナーが穂状となって起立し、これらの磁極間には反発磁界によって磁気的な拘束力がほとんど生じない領域が生じる。したがって、磁極と対応する位置で穂状となった後、一旦穂立ちが崩されて磁極間を飛び越え、再び下流側の磁極と対応する位置で穂立ちが形成される。この間に交番磁界が作用することによって帯電したトナーは活発に往復運動を行い、凝集したトナー層をほぐす効果及びトナーを帯電させる効果はより顕著となる。

次に、本願に係る発明の効果を確認するための実験について説明する。
表１は、層形成部材２３と現像剤担持体２２の間隙に形成する交番電界の有無及び層形成部材２３の現像剤担持体２２への接触圧の変化により、現像状態がどのような影響を受けるかについて調査を行った実験の結果を示すものである。
表１に示すように、層形成部材２３と現像剤担持体２２の間隙に交番電界を形成した場合は、層形成部材２３の接触圧を０．３９Ｎ／ｃｍ（４０ｇｆ／ｃｍ）と弱くしても、帯電不良を原因とするかぶりは発生しないことが分かる。また、接触圧が０．７８Ｎ／ｃｍ（８０ｇｆ／ｃｍ）以下であれば、ゴーストも生じない。ただし、接触圧を０．９８Ｎ／ｃｍ（１００ｇｆ／ｃｍ）と大きくするとゴーストが発生する。これは、接触圧が強すぎてトナーを現像剤担持体１３へ押し付ける力が大きくなり、トナーの凝集が生じるからと推測できる。
一方、交番電界を形成しない場合は、層形成部材２３の接触圧が０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下であれば、トナーに帯電不良が生じ、かぶりが発生することがわかる。また、層形成部材２３の接触圧を０．３９Ｎ／ｃｍ（４０ｇｆ／ｃｍ）と小さくしてもゴーストは生じる。
したがって、層形成部材２３と現像剤担持体２２との間隙に交番電界を形成することによってゴーストを抑制する顕著な効果が認められ、さらに層形成部材２３の接触圧を小さくした場合にもかぶりを防止することが可能となることが分かる。

図１０は層形成部材２３の接触圧とトナーライフとの関係を評価確認した実験結果を示すものである。
この実験では、層形成部材２３の接触圧の設定は、板バネ２３ａの材料の厚さを変更することで行い、接触圧が０．３９Ｎ／ｃｍ（４０ｇｆ／ｃｍ）から１．１８Ｎ／ｃｍ（１２０ｇｆ／ｃｍ）となるように設定した。そして、標準画像である画像面積率約５％の画像をトナー劣化に伴う画像欠陥（画像ムラなど）が生じるまで出力し、この時点までの出力枚数を測定することによりトナーライフを評価確認した。
図１０が示すように、接触圧を小さく設定することによってトナーのライフを長くすることができる。従来から一般的に使用されている現像装置における層形成部材の接触圧は０．７８Ｎ／ｃｍ（８０ｇｆ／ｃｍ）程度であるので１３０００枚程度の現像を行うとトナーの交換が必要となる。これに対し、本願発明に係る現像装置では、接触圧を０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下にすることができ、トナーの交換を行うことなく２００００枚以上の現像が可能となる。したがって、２００００枚以上の出力を得るには、線圧を60gf/cm以下にすればよいことが確認された。

本願発明の現像装置を用いることができる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 図１に示す画像形成装置で用いられる現像装置を示す概略構成図である。 図２に示す現像装置で用いられる層形成部材の断面図及び一部拡大断面図である。 図２に示す現像装置におけるトナーの挙動を説明するための概略断面図である。 図２に示す現像装置におけるマグネットロールの磁極配置とトナーの挙動との関係を示す概略図である。 図２に示す現像装置で用いることができる層形成部材の他の例を示す断面図及び一部拡大断面図である。 図２に示す現像装置で用いることができる層形成部材の他の例を示す断面図及び一部拡大断面図である。 図２に示す現像装置におけるマグネットロールの磁極配置の他の例であって、本願に係る発明の一実施形態である現像装置の磁極配置を示す概略図である。 図８に示すマグネットロールの磁極配置とトナーの挙動との関係を示す概略図である。 層形成部材の接触圧とトナーのライフとの関係について行った実験の結果を示す図である 従来の一成分現像装置の一例を示す概略構成図である。

１：画像読み取り装置、 ２：受信部、 ３：画像記録制御部、 ４：画像形成部、 １１：感光体ドラム、 １２：帯電装置、 １３：露光装置、 １４：現像装置、 １５：転写装置、 １６：クリーニング装置、 １７：除電露光装置、 １８：定着装置、
２１：現像装置のハウジング、 ２２：現像剤担持体、 ２２ａ：スリーブ、 ２２ｂ：マグネットロール、 ２３：層形成部材、 ２３ａ：板バネ（導電性層）、 ２３ｂ：絶縁性のテープ（圧接部材）、 ２４：撹拌部材、 ２５：直流電源、 ２６：交流電源、
３２：現像剤担持体、
４１：層形成部材、 ４１ａ：樹脂フィルム（圧接部材）、 ４１ｂ：金属層（導電性層）、 ４２：層形成部材、 ４２ａ：樹脂フィルム（圧接部材）、 ４２ｂ：金属の薄層（導電性層）、 ４２ｃ：弾性板、

Claims (3)

1. 表面に静電電位の差による潜像が形成された像担持体と対向するように配設され、無端状の周面が周回移動する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の周面に圧接され、トナーの薄層を形成する層形成部材と、
   前記現像剤担持体と前記像担持体との間に現像バイアス電圧を印加する電源装置とを備えた現像装置であって、
   前記現像剤担持体は、磁極の位置が不動に支持されたマグネットロールと、該マグネットロールの外側で回転する円筒状のスリーブとを有し、該スリーブの周面に沿って前記マグネットロールに複数の磁極が設けられ、該磁極によって磁性トナーを前記スリーブの周面上に吸着するものであり、
   前記層形成部材は、前記現像剤担持体との圧接面に沿って形成された導電性層を有し、
   該導電性層と前記現像剤担持体との間に交流電圧が印加されるものであり、
   前記層形成部材が前記現像剤担持体の周面に圧接される部分の下流側で、前記交流電圧の印加による電界内でトナーが往復運動する領域と対向する位置に、前記マグネットロールの二つの同極性の磁極が隣り合って設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記層形成部材は、前記導電性層に積層して絶縁性材料又は摺擦されたトナーを帯電させる程度の高抵抗材料の表面層を有し、該表面層が前記現像剤担持体に接触するものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 無端状の周面に静電電位の差による潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体上の潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、
   形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、
   前記トナー像が転写された転写材を加熱された部材に圧接し、該トナー像を加熱・加圧して定着する定着装置と、を有し、
   前記現像装置は、請求項１又は請求項２に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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