JPH08137241A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤を薄層状態に保ちながら、現像性を向
上させ、しかも、現像剤の盛り上がりに伴なう潜像担持
体へのキャリア付着に付随する弊害を確実に回避する。 【構成】 実効現像領域Ｙに複数列の現像磁極５ａを有
する非接触二成分現像装置において、実効現像領域Ｙ内
の各現像磁極５ａ間並びに実効現像領域Ｙ内の最上流側
及び最下流側の現像磁極５ａとこれに隣接する実効現像
領域Ｙから外れた上流側磁極５ｂ及び下流側磁極５ｃと
の間の現像剤担持体１の中心に対する角度αを略等しく
設定し、更に、前記実効現像領域Ｙ内の各現像磁極５ａ
並びに実効現像領域Ｙに隣接する実効現像領域Ｙから外
れた上流側磁極５ｂ及び下流側磁極５ｃの現像剤担持体
１の径方向及び接線方向に対する磁力Ｂを略等しく設定
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式を利用する
複写機、プリンタで用いられる現像装置に係り、特に、
潜像担持体上に複数色のトナーを重ね合わせることによ
りカラー画像を作成するカラー画像形成装置に対して有
効な現像装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー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上に複数色のカラートナ
ー像を順次重ね合わせた後、各カラートナー像を記録紙
に一括転写するようにしたものが既に知られている。こ
の種のカラー画像形成装置にあっては、記録紙を保持し
て一色毎に潜像担持体上のトナー像を写し取る転写ドラ
ムを用いない為、装置を安価で且つ小型化できる利点が
あるが、この場合、先に潜像担持体上に現像されたトナ
ー像を後段の現像工程で乱してはならないため、通常現
像装置としては、非接触現像方式のものが採用されるこ
とが多い。

【０００３】この種の非接触現像方式としては、現像ロ
ールにトナーのみを磁気的あるいは静電的に担持して現
像を行う一成分現像方式と、現像ロールにトナー及び磁
性キャリアからなる二成分現像剤を磁気的に担持して現
像を行う二成分現像方式とがあるが、本出願人らは画質
と維持性の点で総合的に優位に立つ非接触型二成分現像
方式を検討してきた。この種の非接触型二成分現像方式
に関しては例えば特開昭５６−１４４４５２号（特公平
２−４９０３号）公報所載の技術が提案されている。こ
れは、現像ロール内部に実効現像領域（実効的にトナー
が潜像担持体に作用して潜像担持体上の潜像を現像する
領域）に対向して現像磁極を固定してスリーブのみを回
転させる方式、更には前記現像磁極を同極反発にして現
像剤による磁気ブラシをソフトブラシとして形成する方
法が提案されているが、非接触現像において十分な現像
量を得るには強い電界の作用が必要であり、その為には
振動電界（交番電界）を付与しつつ電極となるスリーブ
をできるだけ潜像担持体に接近配置することが必要であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報記
載の方式では、実効現像領域に磁極が１つ存在する構成
であり、あるいは、同極反発磁極ならスリーブ表面に対
して垂直方向の磁界の２つの極大値とその間に存在する
１つの極小値で構成される磁極が実効現像領域において
１つ存在する構成であるため、実効現像領域において、
現像剤の穂立ちが高く立上がった状態になってしまい、
潜像担持体に対して現像剤を非接触に保とうとした場
合、現像に必要な現像剤搬送量の確保と、潜像担持体及
びスリーブ間の狭い間隙設定とを両立させることが困難
になるという技術的課題が生ずる。

【０００５】このような技術的課題（穂立ちが高く立上
がる問題）の解決策としては、例えば、現像ロール内部
の実効現像領域を挟む位置に極性の異なる一対の磁極を
固定し、スリーブのみを回転させる方式が提案されてい
る（例えば特開昭６０−１７６０６９号（特公平４−３
６３８３号）参照）。このような方式にあっては、実効
現像領域で現像剤の穂立ちが寝た状態になるため、潜像
担持体に対して現像剤を非接触に保ちながら、現像に必
要な現像剤搬送量の確保と、潜像担持体及びスリーブ間
の狭い間隙設定とを両立させることが可能になる。しか
し、このような方式では、現像剤層の穂立ちが寝た状態
になるため、現像剤層の下層部のトナーが現像され難く
なり、現像剤搬送量を稼いでも結果的には現像性がそれ
ほど大きく上がらないという問題がある。

【０００６】これに対して、特公平１−２９１２６８号
公報所載の現像装置では、現像ロール磁極間ピッチを小
さくして、現像に必要な現像剤搬送量の確保と、潜像担
持体及びスリーブ間の狭い間隙設定とを両立させる手法
が提案されている。つまり、このタイプの現像装置で
は、実効現像領域に複数列の現像磁極を配列したため、
実効現像領域内での現像剤層の穂立ちが立っている箇所
が多く、実効現像領域における現像剤の表面積が格段に
増え、一方、磁極間ピッチが小さいために、上記現像剤
の穂立ち量があまり大きくならず、現像剤は良好な薄層
状態に保たれる。よって、このタイプにあっては、現像
剤を薄層状態に保ちながら、現像性を向上させることが
可能になるので、非接触二成分現像方式に適したものと
言える。

【０００７】しかしながら、このタイプにあっては、実
効現像領域内、主として実効現像領域内の前部や後部で
現像剤が盛り上がり、潜像担持体に接触してしまうとい
う技術的課題が見られた。この結果、潜像担持体にキャ
リアが付着し、不必要なキャリア消費を起こすばかりで
なく、例えばカラー画像形成装置の下流に配されている
他の現像装置への混色を引き起こしたりすることにな
る。

【０００８】このような技術的課題は、内部に磁石ロー
ルが固定設置された現像ロールにおいて、現像スリーブ
上である磁極から次の磁極へ現像剤が搬送される際に
は、その前後の磁極の磁束密度や位置関係が異なると現
像スリーブ上の磁力線の発生の仕方が異なり、現像剤の
一様な薄層ができないことに起因するものと思料され
る。

【０００９】つまり、実効現像領域の前部や後部の磁力
線の発生の仕方については、実効現像領域に隣接する実
効現像領域から外れた上流側磁極や下流側磁極の影響を
受けることから、実効現像領域内全域の磁力線の発生の
仕方について調整するには、実効現像領域内の現像磁極
の他に、実効現像領域から外れた上流側磁極、下流側磁
極の磁束密度や位置関係をも考慮しなければならない。

【００１０】本発明は、以上の観点に立って為されたも
のであって、現像剤を薄層状態に保ちながら、現像性を
向上させ、しかも、現像剤の盛り上がりに伴なう潜像担
持体へのキャリア付着に付随する弊害を確実に回避でき
るようにした非接触二成分現像装置を提供するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
１に示すように、回転可能な非磁性スリーブ２内に磁石
部材３が固定設置される現像剤担持体１を有し、この現
像剤担持体１を潜像担持体４に対向配置すると共に、潜
像担持体４に対向する実効現像領域Ｙに対応した磁石部
材３には異なる極性が交互に並んだ複数列の現像磁極５
ａを配列し、前記現像剤担持体１上に非磁性トナー及び
磁性キャリアからなる二成分現像剤Ｇを潜像担持体４と
非接触状態で担持させると共に、潜像担持体４と現像剤
担持体１との間には直流成分が重畳された交番電界ＥAC
を作用させ、潜像担持体４上の静電潜像Ｚを現像するよ
うにした現像装置において、前記実効現像領域Ｙ内の各
現像磁極５ａ間並びに実効現像領域Ｙ内の最上流側及び
最下流側の現像磁極５ａとこれに隣接する実効現像領域
Ｙから外れた上流側磁極５ｂ及び下流側磁極５ｃとの間
の現像剤担持体１の中心に対する角度αを略等しく設定
し、更に、前記実効現像領域Ｙ内の各現像磁極５ａ並び
に実効現像領域Ｙに隣接する実効現像領域Ｙから外れた
上流側磁極５ｂ及び下流側磁極５ｃの現像剤担持体１の
径方向及び接線方向に対する磁力Ｂを略等しく設定する
ことを特徴とする。

【００１２】このような技術的手段において、上記実効
現像領域Ｙは、先に定義したのと同様に、実効的にトナ
ーが潜像担持体４に作用して潜像担持体４上の潜像を現
像する領域を意味し、具体的には、例えば二成分交番電
界現像方式のタイプにあっては、現像剤担持体１と潜像
担持体４とが停止した状態で現像時に印加される交番電
界と同じ交番電界を作用させてトナーが潜像担持体４に
飛翔する領域を意味する。

【００１３】また、上記磁石部材３については、特にロ
ール状に限られるものではなく、この磁石部材３に設け
られる磁極５ａ〜５ｃの作成方法については、芯材の周
囲に予め着磁されたシート状のマグネットを固着するよ
うにしてもよいし、磁性ロール芯材に直接的に着磁した
り、あるいは、芯材に別個の磁極部材を設ける等適宜設
計変更して差し支えない。

【００１４】更に、本発明の対象磁極としては、少なく
とも現像磁極５ａ及び実効現像領域Ｙに隣接する実効現
像領域Ｙから外れた上流側磁極５ｂ，下流側磁極５ｃで
あるが、実効現像領域Ｙ内の各現像磁極５ａ間の磁力分
布をより均一に生成するという観点からすれば、実効現
像領域Ｙから外れた上流側、下流側の複数の磁極間の位
置関係及び磁力値についても可能な限り現像磁極５ａと
略等しく設定することが好ましい。

【００１５】

【作用】上述したような技術的手段によれば、実効現像
領域Ｙ内の各現像磁極５ａ間並びに実効現像領域Ｙ内の
最上流側及び最下流側の現像磁極５ａとこれに隣接する
実効現像領域Ｙから外れた上流側磁極５ｂ及び下流側磁
極５ｃとの間の現像剤担持体１の中心に対する角度αは
略等しく設定されている。更に、前記実効現像領域Ｙ内
の各現像磁極５ａ並びに実効現像領域Ｙに隣接する実効
現像領域Ｙから外れた上流側磁極５ｂ及び下流側磁極５
ｃの現像剤担持体１の径方向及び接線方向に対する磁力
Ｂも略等しく設定されている。このとき、実効現像領域
Ｙから外れた上流側磁極５ｂ、実効現像領域Ｙ内の各現
像磁極５ａ、並びに、実効現像領域Ｙから外れた下流側
磁極５ｃまでの間の各磁極間の位置関係及び磁力値関係
は全て略同じ条件であるため、実効現像領域Ｙに隣接す
る実効現像領域Ｙから外れた上流側磁極５ｂと実効現像
領域Ｙ内の最上流磁極５ａ、及び、実効現像領域Ｙに隣
接する実効現像領域Ｙから外れた下流側磁極５ｃと実効
現像領域Ｙ内の最下流磁極５ａとの間の磁力線は、実効
現像領域Ｙ内の各現像磁極５ａ間の磁力線と略同じに発
生する。従って、実効現像領域Ｙに形成される現像剤Ｇ
の複数列の穂立ちは各磁極間で同じ磁力線に沿って形成
されることになるため、各磁極間では現像剤Ｇが等しく
受け渡されることになり、例えば実効現像領域Ｙ内の前
部や後部にのみ現像剤Ｇの盛り上がり部が生成されるこ
とはない。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発
明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図２は本発明が適用された電子写真方式の現像装置の一
実施例を示す。同図において、現像装置２０は、現像ハ
ウジング２１の現像用開口２２に面した個所に現像ロー
ル２３を有し、当該現像ロール２３を感光ドラム等の潜
像担持体１１に非接触状態で対向配置したものである。

【００１７】この実施例において、上記現像ロール２３
は、非磁性中空円筒状であって剛性のある硬質で導電性
のスリーブ２４と、複数の磁極を持つ磁石ロール２５と
からなり、前記スリーブ２４のみが回転する構成になっ
ている。前記スリーブ２４は矢印のほうに回転してお
り、パドル２６で掻き上げられた現像剤Ｇは層厚規制板
２７で薄層化され、実効現像領域Ｙまで搬送される。

【００１８】本実施例に用いた現像剤Ｇは、重量平均粒
径４０μｍで飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇとなるよう樹脂
バインダの中に磁性粉を混合・分散させ粉砕・分級した
磁性キャリアに、重量平均粒径７μｍのポリエステル系
カラートナーを混合攪拌し、現像剤に占めるトナーの混
合率がおよそ１０重量％で相対湿度３０％〜８５％にお
けるトナー帯電量が１２〜２５μＣ／ｇに調整したもの
である。

【００１９】また、前記スリーブ２４の外径は１８ｍｍ
であり、表面粗さはＲｚ＝８μｍである。そして、潜像
担持体１１とスリーブ２４との距離は５００μｍに設定
されており、この状態で、潜像担持体１１とスリーブ２
４との間に、直流成分を重畳した交番電界を印加したと
きの実効現像領域Ｙが１０ｍｍの幅になるように設定さ
れている。実効現像領域ｍの幅は、前記電界条件に影響
されるのは言うまでもないが、一般的には直流成分の電
界が大きいほど、また、交流成分の電界が大きいほど広
くなるし、本実施例に用いる現像剤Ｇに対する周波数の
影響に関しては、１０数ｋＨｚまでの範囲では１〜３ｋ
Ｈｚのあたりに最も実効現像領域ｍの幅が広くなるとこ
ろがある。本実施例では、先に潜像担持体１１上に現像
されたトナー像を乱されないことを考慮して、潜像担持
体１１における暗電位−６００Ｖ〜−９００Ｖ、明電位
−５０Ｖ〜−２００Ｖ、暗電位とスリーブ２４に印加す
るバイアスの直流成分との差が５０〜１５０Ｖ、前記バ
イアスの交流成分のピーク値間が１．５ｋＶ、周波数４
〜１０ｋＨｚの範囲で現像を行うことが望ましく、これ
らを最適化したときの実効現像領域Ｙが前出のように約
１０ｍｍの幅となっている。

【００２０】更に、層厚規制板２７で薄層化された現像
剤Ｇの穂立ちの高さは、実効現像領域Ｙにおいて３５０
μｍとなっている。

【００２１】更にまた、この実施例では、上記磁石ロー
ル２５は、磁性ロール芯材の適宜個所に磁極を着磁した
ものであり、上記実効現像領域Ｙ内に３つの現像磁極２
５１（Ｓ1,Ｎ6,Ｓ7）を設けると共に、この実効現像領
域Ｙに隣接する実効現像領域Ｙから外れた個所に上流側
磁極２５２（Ｎ1），下流側磁極２５３（Ｎ5）を設け、
これらの磁極Ｎ1〜Ｎ5範囲に亘って、スリーブ２４表面
上で約３ｍｍピッチ間隔且つ３０ｍＴ（３００ガウス）
の磁束密度となるようＮ極とＳ極とを交互に着磁したも
のである。更に、上記磁石ロール２５の層厚規制板２７
に対向する部位には層厚規制磁極２５４（Ｓ0）が設け
られ、また、パドル２６に対向した部位には現像剤剥離
用の一対の反発磁極２５５（この実施例ではＳ極）が設
けられ、更にまた、前記層厚規制磁極２５４と反発磁極
２５５との間及び前記下流側磁極２５３と反発磁極２５
５との間には搬送用磁極２５６（この実施例ではＳ極及
び一対のＳ，Ｎ極）が設けられている。

【００２２】この実施例において、本発明者らは、非常
に優れた現像性を得、キャリア飛散もなく、掃き目模様
のない現像を得ることが確認された。

【００２３】次に、この実施例に係る現像装置の各特性
パラメータについて説明する。先ず、実効現像領域Ｙ及
びその前後の磁極２５１〜２５３の着磁間隔について
は、一般には現像ロール２３表面での垂直成分磁束密度
ピーク値が同程度での比較において、着磁間隔が狭くな
ると現像剤Ｇの穂立ちの高さは低くなり、現像ロール２
３と潜像担持体１１との間隔は狭く設定されるので、非
接触二成分交番電界現像方式にとっては強い電界の作用
を受ける上で有利になる。しかし、現在実用化されてい
る現像剤では、着磁間隔を狭くしすぎると現像ロール表
面からやや離れたところでの磁界の強さが不十分にな
り、キャリア飛散を引き起こしてしまう。その為、キャ
リア飛散を防ごうとすると、十分な搬送量が確保できず
画像濃度不足となる。こうした観点で１ｍｍ以下の着磁
間隔は実用的でない。前記実施例で用いた現像剤に対し
ては２ｍｍ以上の着磁間隔が望ましい。

【００２４】また、磁極２５１〜２５３の着磁間隔が広
くなると現像剤の穂立ちの高さは高くなり、現像ロール
と潜像担持体との間隔を狭くできないので、強い現像電
界の作用を受ける上で不利になる。しかし、現像電界が
弱まった分現像剤搬送量で現像トナー量を確保すること
が可能になるので、１０ｍｍ程度の着磁間隔まで実用的
である。但し、前記１０ｍｍの着磁間隔の例は、潜像担
持体がベルトタイプで現像ロール径も５０ｍｍ以上の大
型の画像形成装置で実施可能となるケースであり、掃き
目模様を抑えるにはかなり高速でロールを回転させる必
要がある。例えば、現像ロール径が３０ｍｍ以下の小型
の現像装置では前記着磁間隔は５ｍｍ以下が望ましい。

【００２５】次に、現像ロール２３の磁気特性に関して
説明する。図２の現像ロール２３表面において、各磁極
２５１〜２５３からの垂直方向磁束密度の最大値が２０
ｍＴ（２００ガウス）未満であるとキャリア飛散を引起
こし、１００ｍＴ（１０００ガウス）を越えると現像剤
の穂立ちが高過ぎて、現像ロール２３と潜像像担持体１
１との間隔を狭くできなくなって実用的でなくなる。ま
た、６０ｍＴ（６００ガウス）を越えると掃き目模様を
抑えるにはロール周速を速くする必要があり、直径が３
０ｍｍを下回るような小径ロールでは通常の機械部品で
の実用的な回転数でなくなる。また、遠心力の観点から
キャリア飛散が悪化し、掃き目模様とキャリア飛散を共
に抑制することができなくなる。その為、実用的な範囲
は２０ｍＴ（２００ガウス）以上６０ｍＴ（６００ガウ
ス）以下である。

【００２６】更に、本実施例で用いた現像ロール２３の
磁力分布について説明をする。図３（ａ）は実施例の規
定に従い磁極間角度、磁力を規定した時の磁力の径方向
成分（現像ロールの径方向成分）を示す模式図、図３
（ｂ）は、同様な条件の時の磁力の接線方向成分（現像
ロールの周方向成分）を示す模式図であり、図中、スリ
ーブ２４表面からの径方向距離をｚとすれば、実線はｚ
＝０．００ｍｍ、一点鎖線はｚ＝０．２５ｍｍ、二点鎖
線はｚ＝０．５０ｍｍの位置における磁力の径方向若し
くは接線方向成分を示す。図中のＳ1極、Ｎ6極、Ｓ7極
は図２における実効現像領域Ｙ中の磁極２５１に対応
し、Ｎ1極は前記実効現像領域Ｙから外れた一つ前の上
流側磁極２５２、Ｎ5極は前記実効現像領域Ｙから外れ
た一つ後の下流側磁極２５３に対応する。また、図４は
図３（ａ）の磁力の径方向成分に基づく磁力線模式図の
一部分を示す。

【００２７】図５（ａ）は比較例（本実施例の規定以上
に磁力のバランスが崩れた例）の磁力の径方向成分を示
す模式図、図５（ｂ）は、同様な条件の時の磁力の接線
方向成分を示す模式図であり、図中、スリーブ２４表面
からの径方向距離をｚとすれば、実線はｚ＝０．００ｍ
ｍ、一点鎖線はｚ＝０．２５ｍｍ、二点鎖線はｚ＝０．
５０ｍｍの位置における磁束密度の径方向若しくは接線
方向成分を示す。また、図６は図５（ａ）の磁力の径方
向成分に基づく磁力線模式図の一部分を示す。

【００２８】これらの図から分かるように、比較例にあ
っては、磁極間の中心付近に磁力線が一番寝る所ができ
ず、それぞれの磁極上の穂立ちの高さが揃わず、均一な
薄層を乱すことになり、現像剤中のキャリアが潜像担持
体１１に現像像の一部として付着してしまうという現象
が見られた。これに対し、実施例にあっては、磁極間の
中心付近に磁力線が一番寝る所が形成され、それぞれの
磁極上の穂立ちの高さが揃って均一な薄層を形成するこ
とになるため、現像剤中のキャリアが潜像担持体１１に
現像像の一部として付着してしまうという現象は全く見
られなかった。

【００２９】つまり、現像剤には磁力の接線方向成分と
それに垂直な径方向成分との両方が作用するが、均一な
薄層を得る為には、特に磁力の径方向成分のバランスが
大切なことが分かる。

【００３０】特に、この実施例にあっては、図２、図３
に示す層厚規制磁極２５４と反発磁極２５５との間の搬
送磁極２５６（この実施例ではＮ極）の磁力が他の磁極
よりも大き目に設定されており、反発磁極２５５からの
磁力が実効現像領域Ｙ側へ影響するのを阻止するように
なっている。

【００３１】また、本実施例の現像剤のキャリアの諸特
性に関しては、１０００エルステッドにおける実用磁化
が２０ｅｍｕ／ｇ未満では潜像担持体へのキャリア付着
を引き起こしやすく、６０ｅｍｕ／ｇを越えると現像ロ
ール上でキャリア同士の磁力による反発が起こりチェー
ン個々の間隔が広がって、掃き目模様が目立ちやすくな
る。従って、飽和磁化は２０ｅｍｕ／ｇ以上６０ｅｍｕ
／ｇ 以下が望ましい。また、平均粒径（重量平均粒
径）については、２０μｍ未満のキャリアでは一個のキ
ャリアに働く磁力と静電気力の関係で潜像担持体へのキ
ャリア付着を引き起こしやすく、７０μｍを越えるとキ
ャリアの表面積が減少し、現像剤層の表面積も減少する
もので、画像濃度が不足してしまう。従って、平均粒径
（重量平均粒径）は２０μｍ以上７０μｍ以下が望まし
い。

【００３２】また、現像剤のトナーの諸特性に関して
は、平均粒径（重量平均粒径）が３μｍを下回ると現像
性の低下が激しく、実用的には５μｍ以上のトナー平均
粒径であることが望ましい。一方、トナーの平均粒径が
１５μｍを越えると画像の細線鮮鋭度や低濃度領域での
粒状性が劣るようになる。更に、本実施例に係る現像装
置を用いた画像形成を行うに当たり、レーザ露光を一画
素６３．５μｍの２５６階調のパルス幅変調で行って静
電潜像をシャープな細いライン像で構成し、それを現像
するトナーも一層細かくして細線鮮鋭度や低濃度領域で
の粒状性を向上させることを狙いとするような場合に
は、平均粒径が９μｍ以下のトナーであることが望まし
い。

【００３３】更に、前記キャリアとの摩擦帯電に関し、
トナーの帯電量を５〜５０μｃ／ｇの範囲にすることが
必要である。５μｃ／ｇを下回ると、トナーとキャリア
との静電気的な結び付きが弱くなりトナー飛散を引き起
こすだけでなく、現像電界に対するレスポンスも鈍くな
り、細線や低濃度の再現性が劣るようになる。また、ト
ナーの帯電量が高くなれば少ないトナー量で潜像担持体
の潜像が静電気的に飽和してしまい画像濃度を確保する
為には非常に高い電圧の潜像が必要となる。画像濃度を
確保するための手段としては、トナーの着色力を上げる
方法があるが、本実施例では既に色材分散等において最
適化が終わっており、現段階で色材の量を２倍に上げて
も単純に着色力が２倍になるものではない。その為、５
０μｃ／ｇを越えると、初期帯電電位を１０００Ｖ（絶
対値）以下で使うような凡用的な潜像担持体を用いるこ
とが困難になる。

【００３４】現像ロールのスリーブの表面粗さに関して
は、本実施例記載の装置において、表面粗さが小さすぎ
ると現像剤が層厚規制板を通過する際にスリップを起こ
しやすく、現像剤中のトナー濃度によって搬送量が変化
しやすくなり、その結果、画像濃度の安定性が悪くな
る。また、表面粗さが大きすぎると現像ロールの振れの
管理が難しくなり、現像ロールの回転周期に合わせた画
像濃度むらがでやすくなる。例えば、磁性キャリアのう
ち最も平均粒径の小さな２０μｍのものを用いた場合、
表面粗さがＲＺ=２μｍ（磁性キャリアの平均粒径の１
０％）以上であれば層厚規制板を通過する際のスリップ
を実用上抑えることができる。また、磁性キャリアのう
ち最も平均粒径大きい７０μｍのものを用いた場合、表
面粗さがＲｚ=５０μｍ（磁性キャリアの平均粒径の７
０％）を越えると画像濃度むらが発生し、実用的でない
ことがわかった。すなわち、表面粗さＲｚは少なくとも
２μｍ以上で且つ５０μｍ以下が望ましい。

【００３５】◎実施例２ 図７は本発明が適用された現像装置を使用したカラー画
像形成装置の一実施例について説明する。図７におい
て、符号５１は円筒状の感光ドラム等の潜像担持体、５
２は潜像担持体５１を帯電する帯電器、５３は図示外の
半導体レーザ、ポリゴンミラー５３１等を内蔵し、各色
成分画像データに応じた光ビームにて帯電された潜像担
持体５１上に静電潜像を書き込むレーザ書込ユニット、
５４〜５７はブラック用、イエロ用、マジェンタ用、シ
アン用の現像装置、５８は各色成分毎のトナー像が形成
された後に各トナー像及び潜像担持体５１を転写に最適
な状態に帯電または除電する転写前帯電器、５９はペー
パガイド６０に沿って搬入される記録紙６１に各色成分
トナー像を一括転写させる転写帯電器、６２は転写後に
潜像担持体５１に付着した記録紙６１を剥離する剥離帯
電器、６３は潜像担持体５１上の残留トナーを除去する
クリーニング装置、６４は潜像担持体５１上の残留電荷
を除去する除電露光器、６５は転写後の記録紙６２を図
示外の定着器へ搬送するための搬送ベルトである。

【００３６】この実施例において、上記ブラック用現像
装置５４は、磁性一成分トナーを現像ロール５４１に付
着せしめ、層厚規制板５４２でトナーを薄層化するとと
もに現像に必要な電荷与え、その後、潜像担持体５１の
対向部において、直流が重量された交流バイアスを印加
し、潜像担持体５１へ前記トナーをジャンプ現像するも
のである。また、イエロ用、マジェンタ用、シアン用の
各現像装置５５〜５７はいずれも本発明が適用された非
接触二成分交番電界現像方式を採用したものであり、図
２、図３に示す構成を基本的に備える他、前工程におい
て現像された潜像担持体５１のトナー像が乱されたり、
潜像担持体５１上の既設のトナー像が各現像装置５５〜
５７側に逆転移されないように、現像剤搬送量・エアギ
ャップ・交番電界条件等の最適化を施したものになって
いる。

【００３７】次に、この実施例に係るカラー画像形成装
置の像形成プロセスについて説明する。先ず、１回目の
サイクルとして、潜像担持体５１は帯電器５２で帯電さ
れ、レーザ書込ユニット５３からのレーザ光５３２でブ
ラックに相当する潜像が潜像担持体５１の所定の位置に
形成され、この潜像はブラック用現像装置５４により現
像される。この時、レーザ光は、画像部を書き込むよう
になっており、帯電器５２で帯電された潜像担持体５１
の表面電位極性と同じ極性電荷を持つトナーが潜像担持
体５１のレーザ光照射部に現像される。

【００３８】次に、２回目のサイクルとして、潜像担持
体５１は帯電器５２により再帯電され、前（ブラック）
工程でレーザ光５３２の照射を受け、電位が下がった潜
像担持体５１の部分が再び元の電位近くに回復する。そ
の後、レーザ書込ユニット５３からのレーザ光５３２で
イエロに相当する像が潜像像担持体５１の所定の位置に
再度照射され、イエロ用現像装置５５は帯電器５２で帯
電された潜像担持体５１の表面電位極性と同じ極性電荷
を持つイエロトナーにて潜像担持体５１のレーザ光照射
部を現像する。

【００３９】以後同様に、３回目のサイクルとして、帯
電器５２による再帯電、レーザ書込ユニット５３からの
レーザ光５３２によるマジェンタ像の照射、マジェンタ
用現像装置５６によるマジェンタ像の現像、４回目のサ
イクルとして、帯電器５２による再帯電、レーザ書込ユ
ニット５３からのレーザ光５３２によるシアン像の照
射、シアン用現像装置５７によるシアン像の現像の各工
程を経る。

【００４０】シアン用現像装置５７によるシアン像の現
像工程が終了した時点では、潜像担持体５１上に、照射
像に応じたブラック、イエロ、マジェンタ、シアンの各
トナー像が存在する。これらのトナー像と潜像担持体５
１は必要に応じて転写前帯電器５８の照射を受け、転写
に最適な状態に帯電または除電されたのち、転写帯電器
５９により、ペーパガイド６０より進入してきた記録紙
６１上に、潜像担持体５１上のブラック、イエロ、マジ
ェンタ、シアンの各トナー像が１回の工程で転写され
る。転写終了後、記録紙６１は剥離帯電器６２により除
電され、潜像担持体５１から剥離されて搬送ベルト６５
により図示しない定着器に搬送されて定着工程が施され
る。

【００４１】一方、転写工程終了後、潜像担持体５１上
の残留トナーは、クリーニング装置６３によりクリーニ
ングされ、引続き除電露光器６４からの露光を受け、再
び帯電器５２による帯電工程にはいり、前述の全工程を
繰り返し、複数枚の連続プリントを出力する。尚、前記
クリーニング装置６３は装置の全部または一部がリトラ
クト可能な構成となっており、前記４色のトナー像を作
像中は潜像担持体５１に対し非接触の状態になってお
り、潜像担持体５１上のトナーを乱さないように構成さ
れている。

【００４２】このような作像プロセスを経て得られたカ
ラー画像品質を調べたところ、各色トナー像の乱れや、
キャリア付着に伴なう白抜け等の全くないカラー画像品
質の極めて良好なカラー画像が得られた。また、各現像
装置５５〜５７には既存の色トナーの混入に伴なう混色
は全く見られなかった。

【００４３】ここで、イエロ、マジェンタ、シアン用の
現像装置５５〜５７のいずれか一つの磁極構成を図５、
図６に示す比較例で、同様な作像プロセスを行ったとこ
ろ、比較例に係る現像装置からのキャリア飛散（付着）
に伴なう像破壊や非画像部にトナーがかぶるというよう
な画像品質の低下が確認されるばかりか、その後段の現
像装置への混色も見られた。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実効現像領域及びその近傍における複数列の磁極の位置
関係及び磁力を略等しくし、各磁極間の磁力バランスを
良好に保てるようにしたので、安定して均一な現像剤の
薄層を得ることができ、しかも、キャリア付着や既に現
像してある現像像を擦り取ったり、掃きむら等の濃度む
らのない安定した高画質のコピーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る現像装置の構成を示す説明図で
ある。

【図２】 本発明が適用された現像装置の一実施例を示
す説明図である。

【図３】 （ａ）は実施例に係る現像ロールの磁力の径
方向成分を示すグラフ図、（ｂ）はその磁石ロールの磁
力の接線方向成分を示すグラフ図である。

【図４】 図３（ａ）の現像ロールの磁力の径方向成分
に基づく磁力線分布を示すグラフ図である。

【図５】 （ａ）は比較例に係る現像ロールの磁力の径
方向成分を示すグラフ図、（ｂ）はその磁石ロールの磁
力の接線方向成分を示すグラフ図である。

【図６】 図５（ａ）の現像ロールの磁力の径方向成分
に基づく磁力線分布を示すグラフ図である。

【図７】 本発明が適用された現像装置を用いたカラー
画像形成装置の一実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…現像剤担持体，２…非磁性スリーブ，３…磁石部
材，４…潜像担持体，５ａ…現像磁極，５ｂ…上流側磁
極，５ｃ…下流側磁極，Ｂ…磁力，Ｇ…二成分現像剤，
α…角度，Ｚ…静電潜像，ＥAC…交番電界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 啓 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 池田 美穂 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (1)

【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
   石部材（３）が固定設置される現像剤担持体（１）を有
   し、この現像剤担持体（１）を潜像担持体（４）に対向
   配置すると共に、潜像担持体（４）に対向する実効現像
   領域（Ｙ）に対応した磁石部材（３）には異なる極性が
   交互に並んだ複数列の現像磁極（５ａ）を配列し、前記
   現像剤担持体（１）上に非磁性トナー及び磁性キャリア
   からなる二成分現像剤（Ｇ）を潜像担持体（４）と非接
   触状態で担持させると共に、潜像担持体（４）と現像剤
   担持体（１）との間には直流成分が重畳された交番電界
   （ＥAC）を作用させ、潜像担持体（４）上の静電潜像
   （Ｚ）を現像するようにした現像装置において、 前記実効現像領域（Ｙ）内の各現像磁極（５ａ）間並び
   に実効現像領域（Ｙ）内の最上流側及び最下流側の現像
   磁極（５ａ）とこれに隣接する実効現像領域（Ｙ）から
   外れた上流側磁極（５ｂ）及び下流側磁極（５ｃ）との
   間の現像剤担持体（１）の中心に対する角度（α）を略
   等しく設定し、 更に、前記実効現像領域（Ｙ）内の各現像磁極（５ａ）
   並びに実効現像領域（Ｙ）に隣接する実効現像領域
   （Ｙ）から外れた上流側磁極（５ｂ）及び下流側磁極
   （５ｃ）の現像剤担持体（１）の径方向及び接線方向に
   対する磁力（Ｂ）を略等しく設定することを特徴とする
   現像装置。