JPH07128983A - 現像装置及びこれを用いた多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 潜像担持体上の既設のトナー像を乱すという
事態を有効に回避しながら、トナー供給性の安定化を図
り、しかも、履歴現象の発生による画質低下を抑え、信
頼性を高める。 【構成】 内部に固定された磁極部材３を有する現像剤
担持体１の周囲に二成分現像剤Ｇを担持させ、静電界形
成手段６にてトナー担持体５へトナーＴのみを転移さ
せ、トナー担持体５のトナーＴにて潜像担持体８上の潜
像Ｚを非接触現像する現像装置において、上記磁極部材
３がトナー担持体５に対向するトナー供給用磁極９を有
し、現像剤担持体１とトナー担持体５との間がその最短
ギャップｄの５倍以上のギャップとなる範囲内に亘り前
記トナー供給用磁極９による少なくとも両側が磁束密度
のピーク値の半値となる半値幅領域Ａを設定する。ま
た、多色画像形成装置の２色目以降の現像装置として上
記のものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般に画像形成装置
等に使用される現像装置に係り、特に、例えばコンピュ
ータ、ファクシミリ、ＣＡＤ等のプリンタとして用いら
れ、帯電・露光・現像の各工程を複数回繰り返して静電
潜像担持体上に複数色の顕画像が形成される多色画像形
成装置に有効な現像装置に係り、更に詳細には、磁気ロ
ールを用いて二成分現像剤のトナーをトナー担持体に付
着させ、現像領域において静電潜像担持体上の潜像を非
接触現像する現像装置及びこれを用いた多色画像形成装
置の改良に関する。

【従来の技術】

【０００２】電子写真技術を使用した多色画像形成装置
としては、例えば感光ドラム等の潜像担持体の周囲に、
帯電器、露光デバイス、現像器を各色成分に対応して夫
々複数設け、潜像担持体が１回転する間に、各色成分毎
に帯電、露光、現像を繰り返すことにより各色のトナー
像を潜像担持体上に順次形成し、潜像担持体の周囲に配
設された一つの転写器にて前記各色成分トナー像を記録
用紙上に一括転写するようにしたものが既に提供されて
いる（例えば特開昭６３−２７３８８３号公報）。

【０００３】しかしながら、この種の多色画像形成装置
にあっては、潜像担持体が１回転する間に当該潜像担持
体上に複数のトナー像が形成され、転写工程が一度で済
むものではあるが、潜像担持体が１回転する間に現像を
複数回繰り返すと、後段の現像時に潜像担持体上に形成
された既設のトナー像を乱したり、既設のトナー像のト
ナーが現像器の現像ロールに付着混入し、混色が発生す
るという技術的課題を含んでいる。

【０００４】このような技術的課題を解決する手段とし
ては、ドナーロール上にトナーのみを担持させ、このド
ナーロール上に担持されたトナーにて潜像担持体上の静
電潜像を非接触状態で現像する装置が種々提案されてい
る。このタイプにあっては、ドナーロール上のトナーと
潜像担持体とが非接触状態であるため、潜像担持体上に
既に現像されたトナー像に乱れが生じ難く、高画質の多
色画像が得られ、潜像担持体上に複数色のトナーを重ね
て現像できる可能性を有する等の利点をもっている。

【０００５】しかしながら、上記ドナーロールを用いた
一成分現像方式にあっては、トナーのみの摩擦帯電によ
るものであるため、トナーの帯電電荷量が低く、画質の
長期維持性に問題があったり、トナーの特性の僅かな変
化でドナーロールへの搬送性が変化したり、ドナーロー
ル上のトナー層を制御すると共にトナーを摩擦帯電する
ためのブレード部材によって、ドナーロール上のトナー
が部分的に詰まり画像欠陥を引き起こし易いという懸念
があり、必ずしも信頼性が高いとは言えなかった。

【０００６】そこで、これらの技術的課題を解決する手
段として、ドナーロールを使用する一成分現像方式の利
点と、従来からある二成分現像方式の利点とをうまく組
み合わせて、両者の望ましい特徴を得る現像装置が既に
提案されている（例えば特開平３−１１３４７４号公
報、特開昭５６−１１６０６０号、米国特許第２８９３
４７号、米国特許第３９２９０９８号）。これは、磁気
ロールにて二成分現像剤からなる磁気ブラシをドナーロ
ールに摺擦し、このドナーロール上にトナーを転移させ
てトナー層を形成し、更に、ドナーロールと潜像担持体
との間に多孔質電極やワイヤからなる補助電極を配置
し、この多孔質電極等に弱い交流電界を印加することに
より、ドナーロール上からトナーを分離させてトナーク
ラウドを発生させ、潜像担持体上の静電潜像を現像する
ようにしたものである。このタイプによれば、ドナーロ
ール上に安定的にトナー層を形成し搬送することが可能
であり、しかも、ドナーロールからのトナーの分離に関
して弱い交流電界を使用できる分、潜像担持体上の既設
のトナー像を乱す事態も生じない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術にあっては、磁気ブラシによってトナーを供
給してドナーロール上にトナー層を形成するが、トナー
が現像によって消費されドナーロール上からトナーがな
くなった部分と、トナーが現像されずドナーロール上の
トナーがそのまま残る部分との間で、ドナーロールの次
の回転時における現像特性に差が生じ、プリント上で濃
度差となって現れる所謂履歴現象が見られた。この履歴
現象は、前記磁気ロールで二成分現像剤から再度ドナー
ロール上にトナーを転移させ塗布するときに、トナーが
現像されドナーロール上からトナーがなくなった部分
と、トナーが現像されずドナーロール上のトナーがその
まま残る部分のトナー層を均一になるように再塗布する
ことが困難なことに起因しているものと考えられる。

【０００８】この履歴現象を解決する手段としてはドナ
ーロール上のすべてのトナーを一旦取り除くという方法
が考えられる。例えば、図１３に示すように、現像後に
且つ磁気ロール２０２からのトナー再塗布前に、ドナー
ロール２０１上のすべてのトナーをスクレーパ２１０に
より掻き取ることが考えられる。尚、符号２０３は弱い
交流電界が印加されるワイヤ電極であり、ドナーロール
２０１上のトナーをクラウド状態で潜像担持体２０４の
潜像を現像するものである。しかしながら、この方法で
は、掻き取られたトナーを再度二成分現像剤の中に均一
に再混合することが困難であり、無理に実現しようとす
れば、装置の複雑化、大型化を招くという技術的課題が
新たに生じる。また、トナーを掻き取るときに、トナー
に凝集が発生することがあり、トナーより大きいトナー
凝集体が発生し、画像欠陥を招くという懸念も新たに生
じる。更に、スクレーパ２１０がドナーロール２０１に
傷を与えてしまうという懸念もある。

【０００９】また、他の解決手段としては、図１４に示
すように、電圧２２１が印加されて回転する導電性ロー
ル２２０をドナーロール２０１に対向させ、この導電性
ロール２２０によって電気的にドナーロール２０１上の
トナーを取り除くことも考えられる。しかしながら、こ
のタイプにあっても、導電性ロール２２０上のトナーを
取り除くのにやはりスクレーパ２２２あるいは回転ブラ
シを用いるため、掻き取られたトナーの二成分現像剤へ
の均一再混合が困難になるばかりか、導電性ロール２２
０への傷、トナーの凝集現象は避けられない。

【００１０】この発明は以上の技術的課題を解決するた
めに為されたものであって、潜像担持体上の既設のトナ
ー像を乱すという事態を有効に回避しながら、トナー供
給性の安定化を図り、しかも、履歴現象の発生による画
質低下を抑えた信頼性の高い現像装置及びこれを用いた
多色画像形成装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、回転可能な非磁性スリーブ２内に磁
極部材３が固定設置され、非磁性トナーＴ及び磁性キャ
リアＣからなる二成分現像剤Ｇを担持して周方向に磁気
ブラシ搬送する現像剤担持体１と、この現像剤担持体１
上に担持される現像剤量を規制する現像剤層厚規制手段
４と、上記現像剤担持体１及び静電潜像が担持される潜
像担持体８に対向して離間配置され且つトナーＴが静電
付着されるトナー担持体５と、上記現像剤担持体１及び
トナー担持体５間に静電界を作用させ、現像剤担持体１
上に担持される磁気ブラシ現像剤ＧのトナーＴをトナー
担持体５側へ静電付着させる静電界形成手段６と、上記
トナー担持体５上に担持されたトナーＴを潜像担持体８
の潜像Ｚ側へ転移させるトナー転移手段７とを備えた現
像装置を前提とし、上記現像剤担持体１の磁極部材３が
トナー担持体５に対向するトナー供給用磁極９を有し、
現像剤担持体１とトナー担持体５との間の最短ギャップ
をｄとした場合に、現像剤担持体１とトナー担持体５と
の間がｄの５倍以上のギャップとなる範囲内に亘り前記
トナー供給用磁極９による少なくとも両側が磁束密度の
ピーク値の半値となる半値幅領域Ａを設定したことを特
徴とする。

【００１２】このような技術的手段において、本願に係
る現像装置は、電子写真方式を用いた画像形成装置全般
について使用して差し支えないが、潜像担持体８上の既
設のトナー像の乱れを有効に回避しながら現像し得ると
いう本来の機能からすれば、潜像担持体８上に複数の潜
像を順次形成し、形成された各潜像を対応する色系統の
トナーにて順次現像した後、潜像担持体８に形成された
複数の色系統のトナー像を転写媒体に一括転写するよう
にした多色画像形成装置の二番目以降の現像装置として
用いるのが好ましい。この場合において、トナー転移手
段７としては、潜像担持体８上の既設のトナー像を乱さ
ない設計、例えば、潜像担持体８とトナー担持体５との
間に多孔質電極やワイヤ電極等を配置し、この多孔質電
極等に弱い交流電界を印加し、トナー担持体５上のトナ
ーＴを分離してトナークラウドを発生させるような手法
を採用することが必要である。

【００１３】また、上記トナー供給用磁極９としては、
トナー担持体５へトナーＴを供給する機能を奏するもの
であれば、磁極数が単数であっても複数であってもよい
し、また、断面形状が矩形状であっても一部に凹部を有
するもの等適宜選定して差し支えない。そして、上記半
値幅領域Ａは全領域が磁束密度のピーク値の半値以上で
ある必要はなく、少なくとも両端が半値である領域であ
れば、途中の一部が局部的に半値未満になっても差し支
えない。ここで、上記半値幅領域Ａは、現像剤担持体１
とトナー担持体５との間がその最短ギャップｄの５倍以
上のギャップとなる範囲内に亘っていることが必要であ
り、これよりも狭い範囲であると、トナー担持体５上で
のトナーＴの消費ばらつきに基づく履歴現象が見られ
た。

【００１４】

【作用】上述したような技術的手段によれば、現像剤担
持体１上の二成分現像剤Ｇはトナー供給用磁極９の磁界
に沿って磁気ブラシを構成してトナー担持体５に摺擦
し、その二成分現像剤Ｇの摺擦によりトナーＴがトナー
担持体５側へ転移し、しかも、現像剤担持体１及びトナ
ー担持体５の最近接部分付近で静電界形成手段６による
静電界が作用することから、静電界作用箇所において二
成分現像剤Ｇ中のトナーＴがトナー担持体５側へ飛翔し
易くなっている。このようなトナーＴの転移過程におい
て、上記トナー供給用磁極９は充分に広い半値幅領域Ａ
を具備しているため、二成分現像剤Ｇの穂立ちがトナー
担持体５に接触する時間が充分に長く、トナー担持体５
上のトナー消費部分にもトナーが充分に補給され、トナ
ー担持体５上には最大トナー担持量に対応する最大厚の
トナー層が略均一形成される。このため、トナー担持体
５上にはトナー消費部分とトナー非消費部分とでトナー
層厚にむらが生ずることはなくなり、トナー担持体５上
でのトナーＴの消費ばらつきに基づく履歴現象は回避さ
れる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。図２はこの発明が適用された現
像装置を備えた多色画像形成装置の一実施例を示す。同
図において、符号２０は透光性の感光ベルトであり、こ
の透光性の感光ベルト２０は駆動ロール２１及び複数の
アイドラロール２２に掛け回されて縦長に配置され、矢
印ａ方向に回転駆動される。

【００１６】また、この感光ベルト２０の周囲には、第
１画像記録部３０、第２画像記録部４０、第３画像記録
部５０及び第４画像記録部６０が設けられている。ここ
で、第１画像記録部３０は、感光ベルト２０を帯電する
第１帯電器３１、帯電された感光ベルト２０上に第１の
色成分（例えば黒）に対応する静電潜像を書き込む例え
ばレーザ走査デバイスからなる第１露光ユニット３２及
び感光ベルト２０上の第１静電潜像を第１の色成分トナ
ーで現像する第１現像器３３からなり、第１現像器３０
としては例えば二成分接触現像方式のものが採用されて
いる。また、第２画像記録部４０は、感光ベルト２０を
再帯電する第２帯電器４１、帯電された感光ベルト２０
上に第２の色成分（例えば赤）に対応する静電潜像を書
き込む例えば発光ダイオードアレイからなる第２露光ユ
ニット４２及び感光ベルト２０上の第２静電潜像を第２
の色成分トナーで現像する第２現像器３３からなる。更
に、第３画像記録部５０及び第４画像記録部６０は基本
的に第２画像記録部４０と同様な構成要素（第３帯電器
５１，第４帯電器６１と、第３露光ユニット，第４露光
ユニット６２と、第３の色成分（例えば緑）現像用の第
３現像器５３，第４の色成分（例えば青）現像用の第４
現像器６３と）からなる。特に、この実施例において
は、第２現像器４３〜第４現像器６３にこの発明に係る
非接触現像方式が適用されている。

【００１７】また、符号７１は感光ベルト２０上の各ト
ナーの帯電状態を転写前に均一化する例えばコロトロン
からなる転写前帯電器、７２は感光ベルト２０上の各ト
ナー像を記録用紙７３へ転写させる例えばコロトロンか
らなる転写器、７４は感光ベルト２０に静電付着した記
録用紙７３を剥離する例えばコロトロンからなる剥離処
理器、７５は感光ベルト２０上の残留トナー電荷を除去
する例えばコロトロンからなる除電器、７６は感光ベル
ト上の残留トナーを除去するクリーナ、７７は転写部位
の前後において感光ベルト２０の内側から光案内部７７
ａを通じて照射する除電ランプ、７８は転写部を通過し
た記録用紙７３を搬送する搬送ベルト、７９は転写され
た未定着トナー像を例えば熱定着する定着器である。

【００１８】次に、この実施例に係る多色画像形成装置
の作像プロセスについて説明する。今、図示外の操作パ
ネルにてカラープリントのスタートスイッチをオン操作
したとすると、駆動ローラ２１により矢印ａ方向に回転
駆動される感光ベルト２０は、先ず、第１画像記録部３
０において第１帯電器３１により例えばその表面電位Ｖ
Pが約−４００Ｖになるように一様に帯電される。次
に、第１露光ユニット３２において、黒色画像に対応し
た信号により変調されたレーザからの光により感光ベル
ト２０の表面が露光され、露光部分の電位ＶRが約−１
００Ｖまで低下する。次に、この露光部分は第１現像器
３３まで進み、ここで黒トナーにより現像される。この
現像後も黒色トナー像部分の表面電位は低下したままで
ある。

【００１９】この後、黒現像部分は、第２画像記録部４
０まで進み、第２帯電器４１により再帯電され、感光ベ
ルト２０の表面電位ＶPが約−５００Ｖ近傍まで上昇す
る。次に、第２露光ユニット４２において、赤色画像に
対応した信号により変調された発光ダイオードアレイの
光により感光ベルト２０の表面が露光され、露光部分の
電位ＶRが−１００Ｖまで低下する。次に、この露光部
分は、第２現像器４３まで進み、ここで赤トナーにより
現像される。この現像後も赤色トナー像部分の表面電位
は低下したままである。

【００２０】この後、感光ベルト２０は更に進み、第
３、第４画像記録部５０，６０を順次通過し、上記と同
様の像形成工程を経る。すなわち、第３帯電器５１によ
って感光ベルト２０の表面電位ＶPが約−５５０Ｖに再
帯電され、第３露光ユニット５２によって例えば緑画像
部がＶR＝約−１４０Ｖに露光され、第３現像器５３に
よって緑トナーにて反転現像される。引き続いて、第４
帯電器６１によって感光ベルト２０の表面電位ＶPが約
−６００Ｖに再帯電され、第４露光ユニット６２によっ
て青画像部がＶR＝約−１８０Ｖに露光され、第４現像
部６３によって青トナーにて反転現像される。尚、この
実施例においては、前段の露光部の電位が低いことか
ら、帯電器の性能によっては再帯電によって感光ベルト
２０の表面電位を均一にするには前段の帯電電位よりも
高くする必要があり、帯電・露光・現像の各工程を繰り
返して行なうに従い感光ベルト２０の再帯電電位が上昇
したものになっている。

【００２１】この後、各色トナー像は、転写前処理器７
１及び除電ランプ７７により電荷が調整されて転写に適
した状態となり、転写器７２からの電界により、各色ト
ナー像は感光ベルト２０の表面から記録用紙７３に転写
される。転写後の記録用紙７３は、剥離器７４により感
光ベルト２０から剥離され、搬送ベルト７８で定着器７
９まで搬送され、各色トナー像が記録用紙７３に定着さ
れる。一方、転写後、除電ランプ７７及び除電器７５で
感光ベルト２０及び感光ベルト２０上の残留トナーの帯
電電荷が除去され、しかる後、残留トナーがクリーナ７
６にて除去される。

【００２２】次に、上記実施例で用いられる第２現像器
４３の具体的構成を図４に基づいて説明する。尚、第３
現像器５３，第４現像器６３の基本的構成は第２現像器
４３と使用する現像剤Ｇが異なる以外は同様である。同
図において、第２現像器４３（第３現像器５３，第４現
像器６３）は、潜像担持体としての感光ベルト２０と対
向するように配置されている。この第２現像器４３は、
非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤Ｇ
を収容するハウジング８１内に、二成分現像剤Ｇを磁気
的に吸引して磁気ブラシを表面に形成する磁気ロール８
２と、この磁気ロール８２上に吸着された現像剤Ｇ量を
規制するトリミング部材８３と、前記磁気ロール８２と
前記感光ベルト２０との間に近接配置され、非磁性トナ
ーが付着して回転する円筒状のドナーロール８４と、こ
のドナーロール８４と感光ベルト２０との間に設けら
れ、ドナーロール８４上の非磁性トナーの飛翔を制御す
る制御電極８５とを備えている。

【００２３】また、上記第２現像器４３のハウジング８
１内のうち磁気ロール８２と隣接する部位には第１の現
像剤攪拌室８６が設けられ、更にこの第１の現像剤攪拌
室８６と隔壁８７によって仕切られた第２の現像剤攪拌
室８８が設けられている。これらの第１の現像剤攪拌室
８７と第２の現像剤攪拌室８８とは、磁気ロール８２の
軸線方向両端部で互いに連通しており、夫々現像剤Ｇの
攪拌と搬送とを行なう第１のスクリューオーガ８９と第
２のスクリューオーガ９０とが設けられている。これら
の２つのスクリューオーガ８９，９０は、互いに逆方向
に現像剤Ｇを搬送するように回転方向が設定されてお
り、現像剤Ｇが第１の現像剤攪拌室８６と第２の現像剤
攪拌室８７とを循環するようになっている。これにより
現像剤Ｇ中の非磁性トナーの分布が一定に維持されると
共に、磁性キャリアとの摩擦帯電により−５〜−２５μ
ｃ／ｇの電荷が付与される。攪拌された現像剤Ｇは、第
１スクリューオーガ８９によって磁気ロール８２に供給
される。

【００２４】更に、この実施例において、上記磁気ロー
ル８２は、図３及び図４に示すように、位置が固定され
た磁極ロール１０１の外周に、回転可能な円筒状の非磁
性スリーブ１０２を配置したものであり、スリーブ１０
２の表面に二成分現像剤Ｇを磁気的に吸着して磁気ブラ
シを形成すると共に、スリーブ１０２が回転して現像剤
Ｇを搬送することができるものである。

【００２５】そして、上記磁気ロール８２には、バイア
ス電源９１から直流重畳交流電圧（例えば周波数２〜１
２ｋＨｚ、Ｖ_p-p：２ｋｖ以下、Ｖｄｃ：−１００Ｖ〜
−６００Ｖが好ましい）を印加されている。電荷を有す
るトナーは、クーロン力によりドナーロール８４に転移
され、ドナーロール８４表面に−１０〜−３０μｃ／ｇ
の帯電電荷を有するトナーの薄層が形成されるようにな
っている。

【００２６】上記ドナーロール８４としては、表面がア
ルマイト処理されたアルミニウムの円筒体やフェノール
樹脂からなる円筒体、または、金属表面に合成樹脂層を
形成したもの等が用いられ、直流電源９２から−１００
Ｖ〜−４００Ｖの直流電圧が印加されている。尚、ドナ
ーロール８４に印加する電圧としては直流重畳交流電圧
であってもよい。

【００２７】更に、ドナーロール８４と感光ベルト２０
とは、２００μｍ〜５００μｍの間隔を保持して対向す
るように位置されており、ドナーロール８４と感光ベル
ト２０との対向位置で双方の表面の移動が同方向となる
ように回転方向が設定されている。尚、双方の表面の移
動が逆方向となるように設定してもよい。一方、磁気ロ
ール８２の回転方向は、ドナーロール８４の回転方向と
逆方向となるよう設定するのが望ましい。この実施例で
は、ドナーロール８４の回転方向は感光ベルト２０と逆
で、例えば４１５ｍｍ／ｓｅｃの速度を持っている。ま
た、磁気ロール８２は、ドナーロール８４の移動方向と
逆に例えば１２４５ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動してい
る。

【００２８】また、制御電極８５は、例えば直径８９μ
ｍの導電性ワイヤで構成され、ドナーロール８４の軸方
向に直線的に複数列配置され、ドナーロール８４の周面
の一部が露出するように設けられたハウジング８１の開
口部両端において支持され、ドナーロール８４と近接配
置されている。そして、この制御電極８５には、現像用
バイアス電源９３から直流重畳交流電圧（周波数２〜１
２ＫＨｚ、Ｖ_p-p：２００〜１０００Ｖ以下、Ｖｄｃ：
−１００Ｖ〜−４００Ｖが好ましい）が印加され、電界
内でトナークラウドが発生する。クラウド化されたトナ
ーは電界内で飛翔し、感光ベルト２０の静電潜像に付着
し、現像される。尚、制御電極８５は、ワイヤからなる
ものではなく、金属薄板に複数のトナー粒子の平均粒径
よりも大きい開口を有するものでもよい。

【００２９】特に、この実施例では、磁気ロール８２及
びドナーロール８４の外径寸法がいずれも２５ｍｍであ
り、図４に示すように、磁極ロール１０１のうち前記ド
ナーロール８４に対向するトナー供給用磁極１１０の磁
束密度半値幅の角度θが約５０度に設定されている。す
なわち、図４において、磁気ロール８２内部の固定磁極
ロール１０１には、現像剤Ｇ搬送用の磁石が・・Ｓ１、
Ｎ１、Ｓ２・・と配置されており、この実施例では、Ｎ
１の磁石がトナー供給用磁極１１０であり、磁石Ｎ１の
中間部が磁気ロール８２とドナーロール８４との最近接
地点になるように設定されており、しかも、このトナー
供給用磁極１１０の占める磁束密度半値幅（ここでは、
磁束分布（図４中点線で示す）のうち両端が磁束密度ピ
ーク値の半値である範囲）の角度が約５０度に設定され
ている。この実施例において、夫々の磁力は、Ｓ１、Ｓ
２が６００〜８００ガウスであり、Ｎ１は１０００〜１
５００ガウスであるが、これらの値は、磁力線の分布の
形状の設計、また、磁気ロール８２とドナーロール８４
との間の距離・大きさの相対的割合により変化するもの
である。尚、磁力の値を上記範囲内の適当な値に設定し
たときの磁束の分布、磁力線の分布を夫々図４の点線、
実線で示す。

【００３０】この実施例における磁気ロール８２とドナ
ーロール８４との間の現像剤Ｇの挙動は以下のようであ
る。すなわち、上記磁気ロール８２のスリーブ１０１に
よって矢印の向きに運搬されてきた現像剤Ｇは、磁石Ｎ
１端部により図５のような穂立ちを作る。ここで、磁石
Ｎ１の磁束密度半値幅の占める割合を大きくする、つま
り磁石Ｎ１の磁極幅を大きく設定すると、現像剤Ｇの穂
立ちを可能な限りドナーロール８４に多く接触させ（接
触領域を図中ｍで示す）、より多くのトナーＴを磁気ロ
ール８２からドナーロール８４へ供給することが可能に
なる。

【００３１】より具体的に述べると、磁気ロール８２と
ドナーロール８４との最近接地点Ｐ付近では磁界の向き
がスリーブ１０１表面に対して垂直に近い方向を向き、
現像剤Ｇの穂立ちとドナーロール８４との衝突により穂
立ち中の磁性キャリアＣがくずれやすくなり、攪拌が充
分にいきわたり、その効果によりキャリアＣに吸着され
ている非磁性トナーＴのドナーロール８４への飛翔も効
率よく行われる。また、磁気ロール８２とドナーロール
８４との最近接地点Ｐを越えて矢印の向きに向かう現像
剤Ｇの穂立ちはドナーロール８４との間の接触状態を保
っており、ドナーロール８４に対する現像剤Ｇの穂立ち
の接触時間が長くなっている。そして、現像剤Ｇのロー
ディング終了地点（ドナーロール８４に対する現像剤Ｇ
の接触範囲端部）では、磁力線に磁気勾配があり、磁性
キャリアＣに働く磁力の磁気ロール８２に対する垂直成
分・水平成分の合力が最近接地点Ｐ付近の磁力より大き
く、かつ、ドナーロール８４の垂線と略同方向になり、
ドナーロール８４に付着した磁性キャリアＣを引き剥が
す力として有効に働き、磁性キャリアＣがドナーロール
８４へ移行するのを極力防ぐことができる。

【００３２】これらの効果を調べるために行った実験の
詳細を以下に示す。この実施例において、磁束密度半値
幅（角度θ）を１０度〜９０度まで１０度間隔で変化さ
せたときのトナー供給回数１回（磁気ロール１回転）に
おけるドナーロールのトナー層重量（必要トナー量を１
００％とする）を調べたところ、図６，図７に示すよう
に、磁束密度半値幅が５０度以上であれば、トナー供給
回数１回で必要トナー量が供給されることが確認され
た。尚、磁束密度半値幅が５０度未満であると、必要ト
ナー量までのトナー供給回数が複数回必要になってしま
う。より具体的に示すと、例えば図８に示すように、磁
束密度半値幅θ１＝２０度の比較例において、トナー供
給回数とトナー層重量との関係を調べたところ、図９の
ように、トナー供給回数７回で初めて必要トナー量が得
られるという結果が得られた。

【００３３】ここで、比較例において、トナー供給回数
１回という条件下で所定パターンの原稿をプリントした
ところ、図１０（ｂ）に示すように、局部的に濃い画像
がある場合にそれに続く箇所が部分的に濃度低下すると
いう現象が確認された。これは、比較例においては１回
のトナー供給で必要トナー層重量を得ることができない
ため、トナー消費部分において充分にトナーが補給され
ず、ドナーロール８４表面におけるトナー層重量にばら
つきが生じ、結果的に、履歴による濃度低下が見られ、
現像特性に大きな影響を与えることに起因すると思料さ
れる。これに対し、この実施例において、第２現像器４
３，第３現像器５３，第４現像器６３に対し磁束密度半
値幅５０度、各パラメータを標準的な設定値で用い、夫
々単色で原稿をプリントしたところ、図１０（ａ）に示
すように、どの現像器に対しても部分的な濃度低下（履
歴による濃度低下）はみられず、極めて忠実な画像が得
られた。次に、第１の現像器３３も含めて４色のトナー
像を形成したが、混色、乱れの無い画像が得られ、本実
施例は現像性能に影響を与えることなく現像の履歴現象
を解消できることを確認した。

【００３４】また、この実施例においては、上記磁気ロ
ール８２、ドナーロール８４の外径寸法ａ1，ａ2がいず
れも２５ｍｍである場合を例に挙げて、上記トナー供給
用磁極１１０（図４参照）の磁束密度半値幅を角度で示
しているが、例えば上記磁気ロール８２、ドナーロール
８４の外径寸法ａ1，ａ2が相違すると、上記磁束密度半
値幅の角度条件がそれに応じて相違する。従って、トナ
ー供給用磁極１１０の磁束密度半値幅を角度条件と異な
る条件で調べたところ、図１１に示すように、磁気ロー
ル８２とドナーロール８４との最短ギャップをｔ、磁気
ロール８２とドナーロール８４との間のギャップをｘと
したところ、磁束密度半値幅がｘ≧５ｔの範囲まで及ん
でいることが必要であることが確認された。

【００３５】この条件を満足する磁束密度半値幅の角度
θ（図１１においては２ｂ1）を求めるには、以下の演
算式を満たすものを選定すればよい。すなわち、上記ト
ナー供給用磁極１１０の磁束密度半値幅の角度を磁気ロ
ール８２側で２ｂ1（度）、ドナーロール８４側で２ｂ2
（度）とすれば、ｘ＝ｔ＋ａ1（１−ｃｏｓｂ1）＋ａ2
（１−ｃｏｓｂ2）≧５ｔであり、これに、ｃｏｓｂ2＝
√｛１−（ｓｉｎｂ2）²｝の関係を代入すれば、上記条
件を満足する磁束密度半値幅の角度２ｂ1を求めること
が可能になる。但し、通常０＜ｔ＜２ｍｍである。

【００３６】また、上記実施例においては、トナー供給
用磁極１１０の磁極面全域に磁束密度半値幅の磁束を生
成するものを用いているが、例えば図１２に示すよう
に、トナー供給用磁極１１０の一部に凹部１１１を設
け、局部的に磁束密度半値未満の領域を作成したとこ
ろ、実施例と同様な作用を奏することが確認された。こ
れは、トナー供給用磁極１１０の凹部１１１部分で垂直
方向磁界が一時的に減少することになるが、当該領域で
のキャリアの拘束力が一時的に弱まる分、キャリアの運
動量が増加し、トナーの供給性に関してはマイナス方向
には影響しないことを裏付けている。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の発明によれば、現像剤担持体上の二成分現像剤のトナ
ーのみをトナー担持体へ転移させ、トナー担持体上のト
ナーにて潜像担持体上の潜像を非接触現像するタイプに
おいて、現像剤担持体の固定磁極部材におけるトナー供
給用磁極を工夫し、トナー担持体へのトナー層重量を常
時最大限で且つ均一に供給するようにしたので、潜像担
持体上の既設のトナー像を乱さないという要請を満足さ
せながら、トナー担持体上でのトナー消費部分へのトナ
ー補給を確実に行うことが可能になり、その分、トナー
担持体のトナー消費履歴を解消すべく現像剤担持体から
トナー担持体へのトナーの移行を確実に行うことが可能
になり、履歴現象を極力抑えた信頼性の高い現像装置を
提供することができる。

【００３８】また、請求項２記載の発明によれば、潜像
担持体上の既設のトナーを乱すことなく、安定したトナ
ー供給性、履歴現象による画質低下のない多色画像形成
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る現像装置の構成を示す説明図
である。

【図２】 この発明が適用された多色画像形成装置の一
実施例を示す説明図である。

【図３】 実施例に係る第２〜第４現像器の具体的構成
を示す説明図である。

【図４】 実施例に係る磁気ロール及びドナーロールの
詳細を示す説明図である。

【図５】 実施例に係る磁気ロール及びドナーロール間
の現像剤の挙動を示す説明図である。

【図６】 実施例に係るトナー供給用磁極の磁束密度半
値幅とドナーロール表面のトナー層重量との関係を示す
説明図である。

【図７】 実施例に係るトナー供給用磁極の磁束密度半
値幅とドナーロール上の必要トナー量までのトナー供給
回数との関係を示す説明図である。

【図８】 比較例に係る現像器の要部構成を示す説明図
である。

【図９】 比較例に係る現像器のドナーロールへのトナ
ー供給回数とドナーロール表面のトナー層重量との関係
を示す説明図である。

【図１０】 （ａ）は実施例に係るプリントサンプルを
示し、（ｂ）は比較例に係るプリントサンプルを示す説
明図である。

【図１１】 実施例に係るトナー供給用磁極の磁束密度
半値幅とその角度との関係を示す説明図である。

【図１２】 変形例に係るトナー供給用磁極を示す説明
図である。

【図１３】 従来に係る現像装置の一例を示す説明図で
ある。

【図１４】 従来に係る現像装置の他の例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…現像剤担持体，２…非磁性担持体，３…磁極部材，
４…現像剤層厚規制手段，５…トナー担持体，６…静電
界形成手段，７…トナー転移手段，８…潜像担持体，９
…トナー供給用磁極，Ｇ…二成分現像剤，Ｃ…キャリ
ア，Ｔ…トナー，ｄ…現像剤担持体とトナー担持体との
間の最短ギャップ，Ａ…半値幅領域

フロントページの続き (72)発明者 山内 泰樹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 勅使川原 亨 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 難波 治之 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 安部 純 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 稲葉 繁 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 篠原 浩一郎 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な非磁性スリーブ（２）内に磁
   極部材（３）が固定設置され、非磁性トナー（Ｔ）及び
   磁性キャリア（Ｃ）からなる二成分現像剤（Ｇ）を担持
   して周方向に磁気ブラシ搬送する現像剤担持体（１）
   と、この現像剤担持体（１）上に担持される現像剤量を
   規制する現像剤層厚規制手段（４）と、上記現像剤担持
   体（１）及び静電潜像が担持される潜像担持体（８）に
   対向して離間配置され且つトナー（Ｔ）が静電付着され
   るトナー担持体（５）と、上記現像剤担持体（１）及び
   トナー担持体（５）間に静電界を作用させ、現像剤担持
   体（１）上に担持される磁気ブラシ現像剤（Ｇ）のトナ
   ー（Ｔ）をトナー担持体（５）側へ静電付着させる静電
   界形成手段（６）と、上記トナー担持体（５）上に担持
   されたトナー（Ｔ）を潜像担持体（８）の潜像（Ｚ）側
   へ転移させるトナー転移手段（７）とを備えた現像装置
   において、上記現像剤担持体（１）の磁極部材（３）が
   トナー担持体（５）に対向するトナー供給用磁極（９）
   を有し、現像剤担持体（１）とトナー担持体（５）との
   間の最短ギャップを（ｄ）とした場合に、現像剤担持体
   （１）とトナー担持体（５）との間が（ｄ）の５倍以上
   のギャップとなる範囲内に亘り前記トナー供給用磁極
   （９）による少なくとも両側が磁束密度のピーク値の半
   値となる半値幅領域（Ａ）を設定したことを特徴とする
   現像装置。
2. 【請求項２】 潜像担持体（８）上に複数の潜像を順次
   形成し、形成された各潜像を対応する色系統のトナーに
   て順次現像した後、潜像担持体（８）に形成された複数
   の色系統のトナー像を転写媒体に一括転写するようにし
   た多色画像形成装置において、少なくとも二番目以降の
   潜像を現像する現像装置として請求項１記載のものを用
   いたことを特徴とする多色画像形成装置。