JPH05249833A

JPH05249833A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05249833A
Application number: JP8159092A
Authority: JP
Inventors: Koji Hayashi; 浩司林; Takashi Bisaiji; 隆美才治; Masaru Tanaka; 勝田中; Noboru Sawayama; 昇沢山; Takeyoshi Sekine; 健善関根; Norimitsu Kikuchi; 宣光菊池; Tetsuo Miura; 哲郎三浦; Kazunori Sakauchi; 和典坂内; Kazunari Yamada; 一成山田; Nobuhiro Nakayama; 信弘中山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】交流電界バイアスを用いて現像する際に、現
像ローラ２０１表面の溝に起因する画像上のムラを防止
する。【構成】現像ローラ２０１表面の溝を、溝深さｄ、溝
間隔（中心−中心）Ｐ（現像ローラ回転方向における溝
のピッチ）、溝幅Ｗが次の条件を満足するように形成す
る。溝間隔Ｐ及び溝幅Ｗは、同一潜像を通過する溝の数
ｎが、ｎ≧１．０となるようにする。例えば、感光体１
０２の周速が１８０mm/secで現像ローラ２０１その１、
８倍の周速で同方向に回転させる場合には、３[mm]以
下、望ましくは、２[mm]また、溝幅Ｗを０．５[mm]以下
とする。溝の深さｄは充分な現像剤搬送力を得るために
０．０５乃至０．５mmの範囲内でキャリアの磁化の値や
粒径などを考慮して決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、ト
ナーとキャリアとからなる２成分現像剤を使用した現像
装置を用いる電子写真方式の画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】トナーとキャリアとからなる２成分現像
剤を使用した電子写真技術を用いる画像形成装置におい
て、現像剤担持体としての現像ローラー表面上に溝を有
していないと、充分な量の現像剤をローラ上に汲み上げ
るのが困難なため、現像ローラ表面上に溝を形成してお
くことが行われている。例えば、特開昭５３−３３４７
には、現像装置側板に回転可能に装架された中空ロール
と、この中空ロール内に配置されこのロールの周辺に磁
界を形成する例えば永久磁石からなる磁界形成手段と、
現像剤をロール表面に運んでそれに接触される手段とを
有し、トナーのまぶされた磁気キャリアよりなる現像剤
が回転磁気ブラシロールに供給され、その回転によりそ
のキャリアが現像領域に持ち上げられるようにした磁気
ブラシ現像装置において、該ロール表面にキャリア粒子
の直径の１５乃至２５倍の範囲の間隔をおいて軸方向に
溝を設けた磁気ブラシ現像装置が提案されている。そし
て、上記溝の幅はキャリア粒子の直径の少なくとも２乃
至３倍であることが望ましく、また、上記溝の深さはキ
ャリア粒子の直径の少なくとも１乃至２倍であることが
望ましいことも開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
現像ローラ上に溝を形成しても、溝の間隔が広過ぎる場
合には、現像剤の磁気ブラシの穂の密度が低くなり過ぎ
て、ローラの表面形状パターンが画像上に現れてしま
う。また、現像剤の磁気特性の違いやキャリア粒径の違
いによっても現像剤の搬送性が異なるため、使用する現
像剤によっても適切な現像ローラ表面形状を選択するこ
とが必要である。特に、感光体ドラムなどの潜像担持体
の周囲に複数の現像装置を配したカラー複写機などの場
合、現像剤磁気ブラシの穂を穂切り、穂立ちを行い、使
用する現像器を切り替える必要があるため、現像剤がロ
ーラ上に汲み上がらなかったり、現像剤の穂切りができ
なかったりすると、現像されなかったり、混色してしま
ったりすることがあるため、上記のような現像剤の搬送
性の問題は非常に重要な問題である。

【０００４】また、現像ローラと潜像を担持した像担持
体との対向部である現像領域に現像バイアス電界を形成
するために直流バイアスを使用するものにおいては、ロ
ーラ表面上の溝の形状についてよく研究されているが、
現像バイアスとして交流バイアスを使用するものにおい
ては、ローラ表面上の溝形状について充分な検討がなさ
れいない。例えば、交流バイアスを使用するものにおい
ては、トナーの動きが活性化され現像能力が上がること
を考慮して、像担持体と現像ローラとの線速比を、直流
現像バイアスを用いて現像する場合の線速比（２．５乃
至４倍程度）に比べて低く（１乃至２倍程度に）するこ
とが行われる。これは、駆動系の負担を減少させ、か
つ、現像剤の磁気ブラシが感光体及び感光体上に形成さ
れた顕像へ必要以上に強く当たることを防ぎ、潜像の忠
実な現像を可能にし、カラー画像に最適な画像を形成す
る事ができるというメリットがあるためである。しか
し、感光体と現像ローラの線速比を遅くしたことによ
り、現像領域において、感光体上の潜像の任意の点を通
過する磁気ブラシの本数（これは、ローラ表面上の溝の
間隔に関係する）が比較的少なくって、画像上にローラ
表面形状のパターンが現れてしまう場合がある。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、現像領域に交流電界
を有する現像バイアス電界を作用させて該像担持体上の
潜像を顕像化し、ムラのない画像をえることができる画
像形成装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、潜像を担持する像担持体の表
面に、少なくともキャリア及びトナーを含む２成分系現
像剤を担持する表面に溝が形成された現像剤担持体を対
向させて現像領域を形成し、該現像領域に交流電界を有
する現像バイアス電界を作用させて該像担持体上の潜像
を顕像化する画像形成装置において、該現像領域を通過
する間に、該像担持体上の潜像の任意の個所を、少なく
とも該現像剤担持体表面移動方向における該溝の実質的
な１ピッチ分だけ該現像剤担持体表面に対して相対的に
移動させることを特徴とするものである。

【０００７】請求項２の発明は、潜像を担持する像担持
体の表面に、少なくともキャリア及びトナーを含む２成
分系現像剤を担持する表面に溝が形成された現像剤担持
体を対向させて現像領域を形成し、該現像領域に交流電
界を有する現像バイアス電界を作用させて該像担持体上
の潜像を顕像化する画像形成装置において、該現像剤担
持体表面移動方向における該溝の実質的なピッチの絶対
値を３mm以下望ましくは２mm以下とし、同方向における
該溝の幅を０．５mm以下、該溝の深さを０．５mm以下と
することを特徴とするものである。

【０００８】請求項３の発明は、潜像を担持する像担持
体の表面に、少なくともキャリア及びトナーを含む２成
分系現像剤を担持する表面に溝が形成された現像剤担持
体を対向させて現像領域を形成し、該現像領域に交流電
界を有する現像バイアス電界を作用させて該像担持体上
の潜像を顕像化する画像形成装置において、該現像剤担
持体表面移動方向における該溝のピッチをキャリア粒径
の８０倍以下、同方向における該溝の幅をキャリア粒径
の２乃至１５倍、該溝の深さをキャリア粒径の２乃至１
５倍とすることを特徴とするものである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１、２又は３記
載の画像形成装置において、上記現像剤担持体表面にお
ける、単位面積当たりの現像剤の穂の本数を２[本/mm²]
以上とする事を特徴とするものである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１、２又は３記
載の画像形成装置において、上記像担持体の線速に対す
る上記現像剤担持体の線速比を１．３倍以上とする事を
特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明は、現像条件や現像ローラの表面形状を
適宜設定することにより、像担持体上に形成された潜像
を交流電界を有する現像バイアス電界を用いて可視像化
するにあたり、ローラ表面に形成された磁気ブラシが十
分な回数だけ同一潜像を通過するようにし、これによ
り、ローラー表面の溝の形状パターンが画像上に現れ
ず、均一な現像を可能にする。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。まず、図２を用いて複写全体の機構の概
略を説明する。図２おいて、複写機本体１０１のほぼ中
央部に配置された潜像担持体としての直径１２０mmの有
機感光体ドラム１０２の周囲には、感光体表面を帯電す
る帯電チャージャー１０３、一様帯電された感光体の表
面上にレーザー光を照射して静電潜像を形成するレーザ
ー光学系１０４、静電潜像に各色トナーを供給して現像
し、各色毎にトナー像を得る、黒現像装置１０５、イエ
ロー現像装置１０６、マゼンタ現像装置１０７、シアン
現像装置１０８（いずれもこの例では反転現像方式を採
用）、感光体上に形成された各色毎のトナー像を順次転
写する中間転写ベルト１０９、中間転写ベルト１０９の
一部を感光体表面に当接させて転写領域を形成し且つ該
転写領域に転写電界を形成する転写電圧が印加されたバ
イアスローラ１１０、転写後の感光体表面に残留するト
ナーを除去するクリーニング装置１１１、転写後の感光
体表面に残留する電荷を除去する除電装置１１２等が配
設されている。上記中間転写ベルト１０９の表面には、
該ベルト１０９に転写されたトナー像を転写紙に転写す
る転写領域を形成し且つ該転写領域に転写電界を形成す
る転写電圧が印加された転写バイアスローラ１１３、及
び、転写紙にトナー像を転写した後の残留トナーをクリ
ーニングするためのベルトクリーニング装置１１４が配
設されている。そして、中間転写ベルト１０９から剥離
された転写紙を搬送する為の搬送ベルト１１５、及び、
該搬送ベルト１１５から搬送されてくる転写紙上のトナ
ーを加熱すると共に加圧して定着される定着装置１１
６、定着装置１１６からの転写紙を受ける排紙トレイ１
１７も設けられている。上記レーザー光学系１０４の上
方には、複写機本体１０１の上部に設けられた原稿載置
台としてのコンタクトガラス１１８上の原稿に走査光を
照射する露光ランプ１１９、原稿からの反射光を光電変
換素子であるＣＣＤのイメージセンサアレイ１２３に結
像入光させる、反射ミラー１２１及び結像レンズ１２２
が設けられている。そして、該イメージセンサアレイ１
２３で原稿情報を電気信号に変換して得た画像信号が図
示しない画像処理装置で処理されてレーザー光学系１０
４中の半導体レーザーのレーザー発振制御に利用され
る。

【００１３】次に、図３を用いて複写機の電装部の概略
について説明する。図３において、メイン制御部（ＣＰ
Ｕ）１３０に対して所定のプログラム等が記憶されてい
る、ＲＯＭ１３１及びＲＡＭ１３２が付設されている。
このメイン制御部１３０には、インターフェース（Ｉ／
Ｏ）１３３を介してレーザー光学系制御部１３４、電源
回路１３５、光学センサー１３６、トナー濃度センサー
１３７、環境センサー１３８、感光体表面電位センサー
１３９、トナー補給回路１４０、中間転写ベルト駆動部
１４１等が接続されている。同図においては現像装置と
してマゼンタ現像装置１０７のみを示しているが、他の
現像装置１０５，１０６，１０８も同様にそれぞれトナ
ー濃度センサー１３７、電源回路１３５、トナー補給回
路１４０を介してインターフェース１３３に接続されて
いる。上記レーザー光学系制御部１３４は上記レーザー
光学系のレーザー出力を調整するものであり、上記電源
回路１３５は帯電チャージャー１１３に所定の帯電用放
電電圧を与えると共に現像装置１０５，１０６，１０
７，１０８に対して所定電圧の現像バイアスを与え且つ
バイアスローラ１１０や転写バイアスローラ１１３に対
して所定の転写電圧を与えるものである。上記光学セン
サー１３６は転写領域を通過した感光体表面に近接配置
される発光ダイオードなどの発光素子とフォトセンサー
などの受光素子とからなり、感光体上に形成される測定
用の基準トナーパターンのトナー付着量及び地肌部のト
ナー付着量を各色毎に検出するとともに、感光体除電後
の残留電位を検出するものである。この光電センサー１
３６からの検出信号は図示しない光電センサー制御部に
印加されている。該光電センサー制御部は上記基準トナ
ーパターンのトナー付着量と地肌部のトナー付着量との
比率を求め、該比率の値を基準値と比較して画像濃度の
変動を検出し、トナー濃度センサー１３７の制御値を補
正するものである。上記トナー濃度センサー１３７は各
現像装置１０５，１０６，１０７，１０８にそれぞれ設
けられ、各現像装置内に収容されている現像剤の透磁率
変化に基づいてトナー濃度を検出するものである。この
トナー濃度センサー１３７は検出したトナー濃度値を基
準値と比較し、トナー濃度が一定値を下回ってトナー不
足状態になった場合にその不足分に対応した大きさのト
ナー補給信号を上記トナー補給回路１４０に印加する。
上記電位センサー１３９は感光体表面電位を検出するも
のであり、この検出結果が帯電チャージャー１０３やレ
ーザー光学系１０４の出力制御に用いられる。上記中間
転写ベルト駆動部１４１は中間転写ベルトの駆動を制御
するものである。

【００１４】次に本実施例の上記現像器１０５乃至１０
８について詳述する。図１（ａ）に示すように、現像器
１０５乃至１０８内部には、感光体１０２に対し所定の
ギャップを持って、現像剤保持手段としての非磁性の円
筒状の現像ローラ２０１Ｂ、２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０
１Ｃが配置されている（感光体ドラム１０２とのギャッ
プ０．６０mm）。この現像ローラ２０１Ｂ、２０１Ｙ、
２０１Ｍ、２０１Ｃ内部には、複数の異なる磁極が交互
に配置されてなる現像磁石２０２や磁性体より成る磁気
シールド板２０３がそれぞれ設けられ、これらは不回転
状態に保持されている。これに対し、各現像ローラ２０
１Ｂ、２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃは、それぞれ図示
されないイエロー現像ローラ駆動モータ、マゼンタ現像
ローラ駆動モータ、シアン現像ローラ駆動モータなどに
よって、現像時には、感光体１０２の回転方向Ａに対し
て順方向である矢印Ｂの向きに回転駆動されるようにな
っている。以後、この矢印Ｂ向きに回転する場合を、
「正転」という。マゼンタ現像器１０７内にマゼンタト
ナーとキャリアを含む現像剤が収容されていて、これ
は、剤撹拌搬送汲み上げ部材２０４の回転によって現像
ローラ２０１Ｍへ供給され、現像ローラ２０１Ｍ上で、
現像剤規制部材２０５によってローラ上に汲み上げられ
る現像剤量を調整する。この供給された現像剤は、現像
ローラ２０１Ｍ上に磁気的に担持されつつ、図１（ｂ）
や図６に示す磁気ブラシ２０６として現像ローラ２０１
Ｍの回転方向に回転する。

【００１５】ここで、現像剤について説明する。トナー
に用いられる結着樹脂としては、公知のものがすべて使
用できる。例えば、ポリスチレン、ポリｐ−スチレン、
ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重
合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレ
ン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共
重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸
ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重
合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチ
レン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−
クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテ
ル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、
スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン
共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−
マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、
ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレー
ト、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキ
シ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、
ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、
脂肪族叉は脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩
素化パラフィン、パラフィンワックスなどが単独あるい
は混合して使用できる。着色剤としては、トナー用とし
て公知のものがすべて使用できる。黒色の着色剤として
は、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、フ
ァーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。シ
アンの着色剤としては、例えば、フタロシアニンブル
ー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオ
レット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が使
用できる。マゼンタの着色剤としては、例えば、ローダ
ミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチング
レッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレ
ーキ等が使用できる。イエローの着色剤としては、例え
ば、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエ
ロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノ
リンイエロー、タートラジン等が使用できる。これらの
トナーは、より効率的な帯電付与を与えるために、例え
ば染顔料、荷電制御剤などを含有してもよい。帯電制御
剤としては、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフ
ミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボ
ン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体、有機染料、四級
アンモニウム塩等がある。トナーの製造方法としては、
従来公知の方法でよく、例えば結着樹脂、着色剤、帯電
制御剤を１２０℃の熱ロールで溶融混練した後、冷却固
化せしめ、これをジェットミルで粉砕し、分級して得ら
れる。トナーは、必要に応じて、一般に広く使用されて
いるトナー用の添加剤、例えばコロイダルシリカのよう
な流動化剤、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸
化物や、炭化ケイ素等の研磨剤、脂肪酸金属塩などの滑
剤などを含有させてもよい。添加剤をトナーに混合する
方法としては、従来公知の方法でよく、ヘンシェルミキ
サー、スピードニーダー等の装置により混合することが
できる。本発明で用いられる静電潜像現像用トナーは、
乾式一成分現像剤及び乾式二成分現像剤として使用でき
る。乾式二成分現像剤として使用する場合、キャリア並
びに本発明で用いられたトナーの使用量としては、トナ
ー粒子がキャリア粒子のキャリア表面に付着して、その
表面積の３０乃至９０％を占める程度に両粒子を混合す
るのが好ましい。キャリアとしては、従来公知の物でよ
く、鉄粉、フェライト等に、シリコン、スチレンーアク
リルレジン、シリコンレジン、フッ素変性アクリルレジ
ン等をコーティングした平均粒子径３０乃至１００μｍ
で、真比重４乃至６[g/cm3] のキャリア、造粒キャリア
等が使用することが出来る。キャリアの平均粒径の測定
は、目開きの異なるメッシュを重ねて、機械的振動や超
音波によりキャリアを振動させて、ふるい分けしてメッ
シュ上のキャリア重量比から算出した重量平均径を使用
する。測定装置としては、従来公知の装置で良く、例え
ば、ＡＴＭＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製のＳＯＮＩＣ
ＳＩＦＴＥＲ等がある。

【００１６】ところで、マゼンタ現像器１０７によって
現像を行っているときは、他の現像器の現像ローラ２０
１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｙに対して穂切りが行われるよ
うになっている。また、シアン現像器によって現像を行
っているときは、現像ローラ２０１Ｂ、２０１Ｙ、２０
１Ｍに対して穂切りが行われるようになっている。他の
ブラック、イエローの現像器についても同様である。こ
の目的は、他の現像ローラに対して穂切り状態としない
と、前に形成された、ある色の顕像を、当該現像を行っ
ている現像ローラ上の磁気ブラシが乱してしまったり、
あるいは、現像ローラを持つ各現像器間で違った色の現
像剤が混入してしまったりするからである。ここで、例
えば、現像ローラ２０１Ｍのところで穂切りが行われる
ものとして、説明する。現像ローラ２０１Ｍが矢印Ｂの
向きに正転するとき、現像剤が磁気的に汲み上げられつ
つ、担持されるのであるが、穂切りを行うときは、それ
を矢印Ｅの方向に回転させる。すなわち、逆転させる。
このような回転時には、現像剤を汲み上げようとする領
域に対して、磁気シールド板２０３があり、しかも、こ
の対向部においては、磁石を設けないようにしてあるの
で、現像剤が事実上汲み上げられなくなり、実質的に現
像ローラ上は穂切り状態となる。このような穂切りが、
他の現像ローラ２０１Ｂ、２０１Ｙ，２０１Ｃについて
も、まったく同様にして行われる。

【００１７】次に、作像条件について説明する。感光体
１０２を周速１８０mm/secで回転しながら、帯電チャー
ジャー１０３により、表面電位−６００Vに帯電させ
た。次に、レーザ光により、感光体１０２上に黒（また
は、イエロー、マゼンタ、シアン）の画像信号に対応す
る露光光を照射して、静電潜像を形成した。感光体１０
２の地肌部の電位は−３０Vとなった。黒現像器１０５
（または、シアン現像器１０６、マゼンタ現像器１０
７、イエロー現像器１０８）により、感光体１０２に対
し、ギャップ０．６０mmをもたせて配置された現像ロー
ラ２０１に直流成分−４５０Vに、交流成分として、pea
k-to-peak電圧（VPP＝１．８V）、周波数f＝２KHzの矩
形波の現像バイアスを印加して、現像ローラ２０１の感
光体１０２に対する回転周速比を約１．８倍として現像
を行った。現像ローラ２０１と現像剤規制部材２０３と
の間隙は、０．６mmであり、現像ローラ２０１上への現
像剤汲み上げ量は、０．１２mg/cm2とした。感光体１０
２上に形成されたトナー像は、転写バイアスが印加され
た転写ローラ１１０により、中間転写ベルト１０９に転
写された。単色の場合には、中間転写ベルト１０９上の
トナー像は、転写バイアスが印加された転写材転写ロー
ラ１１３により、転写材に転写され、転写材搬送ベルト
１１５により搬送され、定着器１１６により加熱及び加
圧定着され、排出される。２色以上の場合には、中間転
写ベルト１０９上に各色のトナー像が順次転写された
後、転写バイアスが印加された転写材転写ローラ１１３
により、転写材に転写され、転写材搬送ベルト１１５に
より搬送され、定着器１１６により加熱及び加圧定着さ
れ、排出される。本実施例では、直流成分を重畳した交
流バイアスを現像電界に用いたが、直流成分のパルス成
分を重畳した電界も用いることができる。

【００１８】次に、画像ムラを防止するための現像ロー
ラ表面の溝形状等について説明する。表１は、現像ロー
ラ表面の溝の形状について、いくつかの条件で行った実
験の結果を示されている。

【表１】表１中に示されている溝深さｄ、溝間隔（中心−中心）
Ｐ（現像ローラ回転方向における溝のピッチ）、溝幅
Ｗ、溝間幅Ｉは、図１（ｂ）に示されている。また、表
１中には、それぞれに対するキャリア粒径比も示されて
いる。なお、図１（ａ）には溝と溝の間の領域の幅（溝
間領域）Ｉも示されている。表中で同一潜像を通過する
溝の数ｎは、感光体１０２の線速をVP[mm/sec]、現像ロ
ーラ線速VS[mm/sec]として、（溝が潜像を追い越す時間）＝{(溝間隔(中心−中心))
／(VS-VP)}×1000 [msec] （現像ニップ通過時間）＝{(現像ニップ幅)／VP}×
1000[msec] から、（同一潜像を通過する溝の数)ｎ＝(現像ニップ通過時
間)/(溝が潜像を追い越す時間) として求めた。この実験では、画像ムラは、同一潜像を
通過する溝の数ｎ＝０．３、０．８の条件で発生し、ｎ
＝１．６で発生しなかった。その他の実験結果から、ロ
ーラ状の画像ムラを防ぐ条件として、ｎ≧１．０となる
ように、現像ローラ条件を決定することが必要であるこ
とが判った。レーザービームを感光体１０２に照射して
潜像を形成するデジタル方式の画像形成装置では、上記
の同一潜像は、レーザービームを１回照射したときの最
小単位（４００dpiの画像形成が行われる画像形成装置
の場合には、その最小単位は、６３[μm]程度）として
考えるとよい。上記の条件は、本実施例の溝と溝の間隔
の絶対値を３[mm]以下、望ましくは、２[mm]また、溝の
幅を０．５[mm]以下とした場合に実現することができ
る。

【００１９】図４は現像剤搬送力の相対値と現像ローラ
の溝の深さｄの関係を表したグラフである。この結果
は、フェライトキャリア（１[Oe]（エルステット゛）の磁場中
で４０〜７０emu/g]程度の磁化を有する）についての測
定結果である。現像ローラの溝の深さについては、必要
以上の深さ（例えば、０．５mm以上としても、現像剤搬
送力は変化せず、溝の深い領域にある現像剤は無駄にな
ってしまうので、現像ローラの溝の深さｄを０．５mmと
することが望ましい。また、搬送力を確保するために
は、０．０５〜０．１mm以上の深さが必要である。但
し、これらの最適値は現像剤（キャリア）の磁化の値や
キャリア粒径などによって変動する。表１中に、７０及
び３０μmのキャリアに対する溝間隔Ｐ、溝幅Ｗ、溝深
さｄの比を示した。上記の条件を達成する範囲は、現像
ローラ表面の溝間隔Ｐは、キャリア粒径の８０倍以下、
溝幅Ｗを２〜１５倍、溝の深さｄを２〜１５倍とすると
良い。これらは、１００μm程度以下の粒径のキャリア
に対して有効である。

【００２０】磁気ブラシは、一般に、溝に沿って形成さ
れているが、溝と溝の間の領域においてもランダムに形
成される（図１（ｂ））。現像ローラ上の磁気ブラシの
本数を実測すると単位面積当たり約２〜４[本/mm2]であ
ったが、これは、非現像領域における測定結果で、現像
領域においては、図５に示したようにキャリアは密集し
ている。なお、図５中では、磁気ブラシは、模式的に１
本のキャリアの直鎖として表現されているが、実際に
は、図１（ｂ）に示すようなキャリア（○で示した）の
集合体として磁気ブラシは形成されている。また、図中
では省略したが、キャリアの周囲にはトナーが付着して
いる。トナーは、ＡＣ現像バイアス下の現像領域内（現
像ニップ領域及び現像ニップ領域のやや下流側）で磁気
ブラシ先端部から供給される現像が行われる。

【００２１】以上の実施例は、現像ローラ上の溝が現像
ニップに平行に形成された溝（平目ローレット）である
が、これに代え現像方向に斜めに形成された溝や格子状
に形成された溝（ローレット）でも良い。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現像条
件や現像ローラの表面形状を適宜設定することにより、
像担持体上に形成された潜像を交流電界を有する現像バ
イアス電界を用いて可視像化するにあたり、ローラ表面
に形成された磁気ブラシが十分な回数だけ同一潜像を通
過するようにし、これにより、効率が良く、ローラー表
面の溝の形状パターンが画像上に現れず均一な現像がで
きるので、ムラのない画像をえることができるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例に係る現像装置の概略構成図、
（ｂ）は同現像装置の現像ローラ上の現像剤の形成状態
の説明図。

【図２】実施例に係る複写機の概略構成を示す正面図。

【図３】同複写機の電装部の概略構成図。

【図４】現像剤搬送能力と現像ローラ表面の溝の深さと
の関係を示すグラフ。

【図５】同複写機の現像領域の説明図。

【符号の説明】

１０１複写機，１０２感光
体ドラム１０３帯電チャージャー，１０４レー
ザー光学系１０５黒現像器，１０６イエ
ロー現像器１０７マゼンタ現像器，１０８シア
ン現像器１０９中間転写ベルト，１１０転写
ベルトバイアスローラ１１１感光体クリーニング装置，１１２除電
器１１３転写バイアスローラー，１１４転写ベ
ルトクリーニング装置１１５紙搬送ベルト，１１６定着
装置１４０トナー補給回路，１４１中間
転写ベルト駆動部２０１Ｂ，２０１Ｙ，２０１Ｍ，２０１Ｃ現像ローラ２０２現像磁石，２０３磁気
シールド板２０４剤撹拌搬送汲み上げ部材搬送，２０５現像
剤規制部材２０６磁気ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沢山昇東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者関根健善東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者菊池宣光東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者三浦哲郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者坂内和典東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者山田一成東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者中山信弘東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者丸田貴之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像を担持する像担持体の表面に、少なく
ともキャリア及びトナーを含む２成分系現像剤を担持す
る表面に溝が形成された現像剤担持体を対向させて現像
領域を形成し、該現像領域に交流電界を有する現像バイ
アス電界を作用させて該像担持体上の潜像を顕像化する
画像形成装置において、該現像領域を通過する間に、該像担持体上の潜像の任意
の個所を、少なくとも該現像剤担持体表面移動方向にお
ける該溝の実質的な１ピッチ分だけ該現像剤担持体表面
に対して相対的に移動させることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】潜像を担持する像担持体の表面に、少なく
ともキャリア及びトナーを含む２成分系現像剤を担持す
る表面に溝が形成された現像剤担持体を対向させて現像
領域を形成し、該現像領域に交流電界を有する現像バイ
アス電界を作用させて該像担持体上の潜像を顕像化する
画像形成装置において、該現像剤担持体表面移動方向における該溝の実質的なピ
ッチの絶対値を３mm以下望ましくは２mm以下とし、同方
向における該溝の幅を０．５mm以下、該溝の深さを０．
５mm以下とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】潜像を担持する像担持体の表面に、少なく
ともキャリア及びトナーを含む２成分系現像剤を担持す
る表面に溝が形成された現像剤担持体を対向させて現像
領域を形成し、該現像領域に交流電界を有する現像バイ
アス電界を作用させて該像担持体上の潜像を顕像化する
画像形成装置において、該現像剤担持体表面移動方向における該溝のピッチをキ
ャリア粒径の８０倍以下、同方向における該溝の幅をキ
ャリア粒径の２乃至１５倍、該溝の深さをキャリア粒径
の２乃至１５倍とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】上記現像剤担持体表面における、単位面積
当たりの現像剤の穂の本数を２[本/mm²]以上とする事を
特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】上記像担持体の線速に対する上記現像剤担
持体の線速比を１．３倍以上とする事を特徴とする請求
項１、２又は３記載の画像形成装置。