JPH08278695A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤層厚規制部材近傍の現像剤に加わる負
荷を軽減して現像剤の劣化防止をすることで高品質の画
像を長期に亘って得る。 【構成】 回転可能な中空円筒状スリーブ２内部に複数
の磁界発生手段４を備えた磁石部材３が固定設置された
現像剤担持体１を有し、この現像剤担持体１の実効現像
領域Ｍの上流側には現像剤層厚規制部材５を対向配置
し、二成分現像剤Ｇの非磁性トナーを潜像担持体６上に
形成された静電潜像に飛翔させて静電潜像を可視化する
現像装置において、現像剤層厚規制部材５の対向部位に
おける磁界発生手段４の径方向磁束密度Ｂを５ｍＴ以上
３５ｍＴ以下に設定する。更に、前記現像剤層厚規制部
材５の上流側には前記現像剤担持体１に対して３．５ｍ
ｍ以下の間隙８を介して現像剤供給／剥離部材７を配置
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、静電記録、
ファクシミリ、伝送装置、レーザプリンタ等の画像形成
装置に利用され、潜像担持体上に形成された静電潜像を
現像する現像装置に係り、特に、フルカラー画像を作成
するフルカラー画像形成装置に有効な非接触型現像装置
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、フルカラー画像形成装置として
は、潜像担持体上に現像されたトナー像を複数色重ね合
わせた後、一括転写によって記録紙上にフルカラー画像
を作成するようにしたものであり、このタイプは、記録
紙を保持して一色毎に潜像担持体上のトナー像を転写す
る転写ドラム方式に比べ、装置を安価でかつ小型化でき
る利点がある。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為、現
像方式には非接触型の構成をとっている。

【０００３】従来より、非接触型の現像方式としては、
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方式と、現像ロールにトナー及び
磁性キャリアからなる現像剤を磁気的に担持して現像を
行う二成分方式とがあり、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二成分交番電界現像方式
を検討してきた。

【０００４】非接触二成分交番電界現像方式に関し、特
開昭５６−１４４４５２号（特公平２−４９０３号）公
報では、現像ロール内部に実効現像領域（実際に現像に
寄与する領域）に対向して現像磁極を固定し現像スリー
ブのみを回転させる方式、更には前記現像磁極を同極反
発にしてソフトブラシを形成する方式が提案されてい
る。しかし、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、その為には電極となる
現像スリーブをできるだけ潜像担持体に近づける必要が
ある。上記公報記載の方式では、実効現像領域に磁極が
一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二つの極大値と
その間に存在する構成であり、実効現像領域内において
現像剤の穂立ちが高く立ち上がった状態になるので、現
像剤を潜像担持体に対して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、潜像担持体及び現
像スリーブ間の狭い間隙設定を両立させることが困難で
あった。

【０００５】さて、前出の、現像剤の穂立ちが高く立上
がるという技術的課題に関しては、例えば特開平１−２
９１２６８号公報で示されるように、現像ロール磁極ピ
ッチを小さくしたり、磁性キャリアの飽和磁化を小さく
したり、あるいは、潜像担持体内部に現像ロールの現像
極と対向して同極反発極を配して現像剤の穂立ちを低く
する方法が提案されている。本方法は現像剤を良好な薄
層状態に形成し得る手段であって、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なり実効現像
領域における現像剤の表面積が格段に増える。すなわ
ち、静電潜像担持体から覗けるトナー粒子の数が増え
る。よって、現像性も上がるため非接触二成分交番電界
現像方式にも適用可能な方法であると言える。ところ
が、特開平１−２９１２６８号公報記載の現像方式は直
流バイアス方式であり、本出願人らが検討している非接
触二成分交番電界現像方式に比較すると強い振動電界の
作用が得られず、後述する必要現像量が確保しにくい欠
点がある。また、現像ロール磁極ピッチについては、単
に第一現像装置のピッチより第二現像装置のピッチのほ
うを狭く、第二現像装置以降は順次更に狭くするという
記述と、磁極ピッチを狭くすることで穂高を低くできる
という記述があるだけで、具体的数値や、具体的利用法
については何等記載されていない。

【０００６】また、非接触二成分交番電界現像方式にお
ける解決策としては、例えば特開昭６０−１７６０６９
号（特公平４−３６３８３号）公報で示されるように、
現像ロール内部の実効現像領域を避ける位置に、且つ、
互いに異なる極性の磁極が前記実効現像領域を挟み込む
ように磁極を固定し、現像スリーブのみを回転させる方
式が提案されている。本方式によれば、実効現像領域で
現像剤の穂立ちが寝た状態になるため、現像剤を潜像担
持体に対して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
設定を両立させることができる。

【０００７】しかし、このような方式では、現像剤の穂
立ちが寝た状態になるため、現像剤層の下層部のトナー
が現像されにくくなり、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は上がらないという技術的
課題がある。

【０００８】一方、現像剤の薄層形成方法として、現像
剤層厚規制部材に磁性体を用い現像ロール内の固定磁石
の磁極に対向して磁性体の現像剤層厚規制部材の先端を
配置するようにしたものがある。また、他の現像剤の薄
層形成方法としては、現像剤層厚規制部材として磁性体
及び非磁性体を用い、現像ロールと現像剤層厚規制部材
との間隙を非磁性体よりも磁性体の方を大きくし、磁性
体の方を上流側に配置する二段規制部材方式がある（特
開昭６２−１３８８６０号公報）。これらは、磁性体の
現像剤層厚規制部材の先端に極めて強い集中磁界を形成
することで均一な厚さの現像剤層を安定して形成出来る
が、反面強い集中磁界は高密度な硬い磁気ブラシ層が形
成されることにつながる分、現像剤へのストレスが増大
し現像剤劣化が生じる。

【０００９】非接触現像方式での現像剤の劣化は、接触
現像方式に比べ非常に早く発生し画像濃度の低下として
現れる（接触現像方式の１／１０程度で劣化する）。特
に、多色画像形成装置は各色の画像濃度のバランスが少
しでも崩れると画質に影響が出てくるため、各色の濃度
のバランスをより精密に維持する事が要求され、画像濃
度を長期に亘って安定的に維持する事は重要である。更
に、画像形成装置の小型化に伴う現像装置の小型化、現
像スリーブの小径化により現像剤容量（キャリアの量）
が減少するため、現像剤の劣化防止は、画像濃度を長期
に亘って安定的に維持するためにより重要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、非接触現像方
式を採用した画像形成装置によって繰り返しコピー作業
を行うと画像濃度の低下や画像上のカブリ、トナーこぼ
れ等が発生し長期に亘って安定的に良好な画像を得るこ
とが困難になる。この原因は、コピー作業を繰り返し行
うことで現像剤が現像装置内の攪拌によりストレスを受
け現像剤が劣化、現像性能が低下することにある。その
ため、現像剤に加わる負荷を軽減するために、従来以下
に示すような種々の提案がなされている。

【００１１】第一の方法としては、現像剤層厚規制部材
近傍の現像剤の滞留を軽減し現像剤へのストレスを低減
することを目的に、現像剤搬送方向と対向する側面の現
像剤掻き落とし片（現像剤層厚規制部材）を弧状とした
り、現像剤掻き落とし片の弧状をなす側面の側に複数個
の補助掻き落とし片を並設あるいは仕切り板を配設する
ようにしたものがある（特開昭５２−５８９３６号公
報）。第二の方法としては、現像剤層厚規制部材へのス
トレスを低減することを目的に、現像剤層厚規制部材近
傍における現像ロールの磁極をピッチ５ｍｍ以下で複数
個交互に配置するようにしたものがある（特開平１−１
８３６７８号公報）。

【００１２】第一の方法は、現像剤層厚規制部材の形状
によって規制部材周囲の現像剤の流れをスムースにする
構成であるが、現像剤層厚規制部材近傍の磁力範囲にあ
る現像剤は拘束され滞留してしまうため、十分にストレ
スを軽減することはできない。更に、現像剤層厚規制部
材上流側に補助仕切り板を設けて徐々に現像剤搬送量を
減らして現像剤の負荷を軽減しようとしても総合的な負
荷は変わらないのでその効果は不十分である。

【００１３】第二の方法は、現像剤層厚規制部材近傍に
おける現像ロールの磁極をピッチ５ｍｍ以下で複数個交
互に配置する構成であるが、特開平１−１８３６７８号
公報に記載された実施例の中で現像剤層厚規制部材近傍
の磁力は３００Ｇ（３０ｍＴ）以上あれば良く、好まし
くは５００Ｇ（５０ｍＴ）以上と記述されており、この
場合も現像剤層厚規制部材近傍の磁力が強く現像剤の負
荷を十分に軽減することはできない。以上、従来例を挙
げたが、現像剤層厚規制部材近傍の現像剤の滞留を少な
くし現像剤規制部材近傍の現像剤量を少なくして現像剤
に加わる負荷を軽減する手段によって、現像剤の劣化を
防止するものであるが、その効果は充分ではない。

【００１４】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、現像剤層厚規制部材に搬送
する現像剤の量を適正にし、現像剤層厚規制部材近傍の
現像剤に加わる負荷を軽減して現像剤の劣化防止をする
ことで高品質の画像を長期に亘って得ることができ、し
かも、現像剤担持体の小型化（装置の小型化）及び高速
化にも対応できる現像装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【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、回転可能な中空円筒状スリーブ２内部
に複数の磁界発生手段４を備えた磁石部材３が固定設置
された現像剤担持体１を有し、この現像剤担持体１の実
効現像領域Ｍの上流側には現像剤層厚規制部材５を対向
配置し、非磁性トナー及び磁性キャリアが含まれる二成
分現像剤Ｇを前記現像剤担持体１に担持させ、現像剤層
厚規制部材５にて現像剤Ｇの薄層を形成した後に実効現
像領域Ｍまで搬送し、非磁性トナーを潜像担持体６上に
形成された静電潜像に飛翔させて静電潜像を可視化する
現像装置において、前記現像剤層厚規制部材５の対向部
位における前記磁界発生手段４の径方向磁束密度Ｂを５
ｍＴ以上３５ｍＴ以下に設定したことを特徴とする。

【００１６】このような技術的手段において、実効現像
領域Ｍは、実効的にトナーが潜像担持体に作用する領域
を称し、具体的には、現像剤担持体１と潜像担持体６と
が停止した状態で現像時に印加される交番電界を作用さ
せてトナーが潜像担持体６に飛翔する領域と定義する。

【００１７】本発明においては、画像濃度の変動をより
少なくするという観点からすれば、前記現像剤層厚規制
部材５の上流側には前記現像剤担持体１に対して３．５
ｍｍ以下の間隙８を介して現像剤供給／剥離部材７を配
置することが好ましい。

【００１８】

【作用】本発明者らは、種々の実験を行い、それらの現
像剤の分析（キャリア及びトナーの表面状態観察、キャ
リア及びトナー表面の付着物の分析等）を実施し検討し
た結果、コピー上の濃度低下はトナーへの外添剤（トナ
ー表面に添加してある微粒子）被覆率が減少し現像性
（現像トナーの潜像担持体への付着量）が低下すること
で起こる現象であることを突き止めた。

【００１９】先ず、トナー外添剤被覆率と現像性の変化
の関係とを調べたところ、例えば図８に示すように、ト
ナー表面の外添剤被覆率の低下（トナーの劣化）に伴っ
て潜像担持体への現像トナー付着量が低下することがわ
かった。尚、図８において、現像性低下率は｛（攪拌前
後の現像トナー付着量の差）／（攪拌前の現像トナー付
着量）｝×１００％で求めたものであり、一方、トナー
の外添剤被覆率の変化は攪拌後の外添剤被覆率／攪拌前
の外添剤被覆率で求めたものである。

【００２０】トナーの劣化は、現像装置内で現像剤の攪
拌及び現像剤層厚規制部材により現像剤層を形成すると
きにトナーに剪断力や押圧力がかかり、トナー表面の外
添剤が離脱あるいはトナー内部へ埋没してしまい、トナ
ーの外添剤被覆率が減少することによるもので、トナー
への外添剤被覆率が減少するとキャリアとトナーの付着
力が強くなり現像性が低下するものと推定される。トナ
ー劣化の要因としては、現像剤担持体の回転速度及び現
像剤層厚規制部材でのハイパッキング（現像剤搬送量、
層厚規制部材による集中磁界、現像剤担持体表面と層厚
規制部材間の間隙、層厚規制部材に対向する現像剤担持
体内固定磁石の磁力等）が考えられる。

【００２１】そこで、現像ロールと攪拌部材の回転数を
変えて現像性への影響を調べた結果、攪拌部材の回転数
を変えても現像性は変化しないが、現像ロールの回転速
度が早い程、現像性が低下することが分かった。しか
し、現像ロールの回転速度は、所望の現像濃度により決
定されるのでこれを一義的に設定することはできない。

【００２２】次に、現像剤担持体表面と層厚規制部材間
の間隙を変えて各々現像装置を１２０分攪拌し、攪拌前
後の現像トナー付着量の変化（現像性の変化）を調べた
ところ、図９に示すように、現像剤担持体表面と層厚規
制部材間の間隙が狭くなるに連れて現像性低下が大きく
なることがわかった。これは現像剤担持体表面と層厚規
制部材間の間隙が狭くなるに連れてトナーに加わる負荷
が大きくなりトナーが劣化し現像性が低下したことを現
している。

【００２３】非接触現像方式の場合、実効現像領域での
現像剤の穂立ちを潜像担持体と現像剤担持体との間隙よ
り低くするために接触現像方式に比べ現像剤層をより薄
層にする必要があり、現像剤担持体表面と層厚規制部材
間の間隙が狭い。従って、非接触現像方式の場合、接触
現像方式に比べて現像剤層厚規制部材での機械的負荷は
増大しトナーの劣化は加速されると予測される。

【００２４】次に、層厚規制部材に対向する固定磁石の
磁力が高くなる程、層厚規制部材近傍にその磁束密度に
より硬い磁気ブラシが形成され現像剤の滞留が多くなる
ため、層厚規制部材による現像剤への負荷が増大し、そ
の結果トナーの劣化が早く、現像性が低下し、コピー上
の画像濃度も低下することも推測される。

【００２５】ここで、層厚規制部材に対向する現像剤担
持体内固定磁石の磁力に対するトナーの劣化（トナーの
外添剤被覆率の低下）と現像性低下との関係を調べたと
ころ、現像剤担持体内固定磁石の磁力が高くなる程トナ
ーの外添剤被覆率の低下が大きく現像性の低下も大きい
ことがわかった。

【００２６】すなわち、現像剤担持体内固定磁石の磁力
として、トナーの劣化度合が増加し画像濃度の許容下限
を越える３５ｍＴ（３５０Ｇ）以下、好ましくは３０ｍ
Ｔ（３００Ｇ）以下にすることで現像剤への負荷を軽減
し、トナーの劣化を低減することができる。接触現像方
式では一般的に、層厚規制部材に対向する固定磁石の磁
力は、現像剤を安定に搬送できる３０ｍＴ（３００Ｇ）
以上、好ましくは５０ｍＴ（５００Ｇ）以上が用いられ
ている。しかし、非接触現像方式の場合は、接触現像方
式に比べ実効現像領域の現像剤の層厚（現像剤量）を低
く設定するため層厚規制部材近傍の現像剤量が少なくて
もよく、現像剤担持体表面で現像剤を吸着搬送できない
５ｍＴ（５０Ｇ）以下では現像剤層厚規制部材を通過後
の現像剤層が不安定になるため、層厚規制部材に対向す
る固定磁石の磁力は５ｍＴ（５０Ｇ）以上、好ましくは
８ｍＴ（８０Ｇ）以上である。

【００２７】また、上記のトナー劣化現象とは別に、現
像剤層厚規制部材の上流側で現像剤担持体内の固定磁石
の磁力の反発／吸着力によって現像剤担持体表面の現像
剤を剥離／供給しているが、磁力が低くなる程その反発
／吸着力が低下し、現像剤担持体表面における現像剤の
剥離／供給が困難になる。この結果、現像剤が連れ回り
状態になり現像剤担持体の回転周期に伴って現像時の現
像剤中のトナー濃度が順次低下し画像濃度に応じて順次
低下する現象が発生する。この現象は、現像剤担持体の
小径化によって必然的に固定磁石の磁力が低くなるた
め、より起こりやすくなる。

【００２８】この現象に対し、現像剤担持体表面に対向
し近接した部分に現像剤供給／剥離部材を設け、これに
よって現像剤担持体表面の現像剤剥離／供給を補うよう
にすることが好ましい。ここで、現像剤供給／剥離部材
と現像剤担持体表面との間隙及び現像剤担持体表面近傍
の現像剤の連れ回り状態による現像剤担持体の回転周期
に伴う画像濃度の変動（現像剤担持体一周目と二周目の
濃度低下量）の関係を調べたところ、以下のような事実
がわかった。

【００２９】先ず、現像剤供給／剥離部材と現像剤担持
体表面との間隙に関し、現像剤担持体内の固定磁石の磁
力が現像剤担持体表面の現像剤を拘束する範囲外に現像
剤供給／剥離部材を設定すれば、現像剤担持体表面近傍
の現像剤は連れ回り状態になり現像剤担持体の回転に伴
って画像濃度が低下する。また、現像剤供給／剥離部材
が現像剤担持体表面と接触回転して現像剤担持体表面の
現像剤を強制的に剥離すると、現像剤供給／剥離部材及
び現像剤担持体表面間で現像剤が機械的負荷を強く受け
るため現像剤の劣化が早く濃度低下も多くなる。

【００３０】一方、現像剤供給／剥離部材と現像剤担持
体表面の間隙が広くなるに連れて現像剤担持体の回転周
期に伴う画像濃度の変動が大きくなり間隙が４ｍｍ以上
になると画像濃度の低下量が多すぎて下限限度を越えて
しまう。従って、現像剤担持体表面近傍の現像剤の連れ
回り状態がない現像剤供給／剥離部材と現像剤担持体表
面との間隙は、４ｍｍ未満である。更に、変動の少ない
画像濃度を得るためには３．５ｍｍ以下の間隙が望まし
い。

【００３１】

【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。 ◎実施例１ 図２は、この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を示す。同図において、符号
１１は円筒状の感光ドラム等の潜像担持体、１２は潜像
担持体１１を帯電する帯電器、１３は図示外の半導体レ
ーザ、ポリゴンミラー１３１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１１
上に静電潜像を書き込むレーザ書込ユニット、１４〜１
７はブラック用、イエロ用、マゼンタ用、シアン用の現
像装置、１８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１１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、１９はペーパガイド２
０に沿って搬入される記録紙２１に各色成分トナー像を
一括転写させる転写帯電器、２２は転写後に潜像担持体
１１に付着した記録紙２１を剥離する剥離帯電器、２３
は潜像担持体１１上の残留トナーを除去するクリーニン
グ装置、２４は潜像担持体１１上の残留電荷を除去する
除電露光器、２５は転写後の記録紙２２を図示外の定着
器へ搬送するための搬送ベルト、２６はトナー濃度制御
用に潜像担持体１１上に形成された基準パターン像の濃
度を検知するためのフォトセンサである。

【００３２】この実施例において、上記ブラック用現像
装置１４は例えば接触二成分現像方式を採用したもので
あり、二成分現像剤を現像ロール１４１に付着せしめ、
図示外の層厚規制板でトナーを薄層化するとともに現像
に必要な電荷を与え、その後、潜像担持体１１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１１へ前記現像剤のトナーを現像するものであ
る。尚、前記ブラック用現像装置１４として非接触現像
方式を採用しても差し支えない。また、イエロ用、マゼ
ンタ用、シアン用の各現像装置１５〜１７はいずれもこ
の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、誤述するように、図３に示す構成を
基本的に備え、前工程において現像された潜像担持体１
１のトナー像が乱されたり、潜像担持体１１上の既設の
トナー像が各現像装置１５〜１７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。

【００３３】先ず、一回目のサイクルとして、像担持体
１１は帯電器１２で帯電され、レーザ書込ユニット１３
からのレーザ光１３２でブラックに相当する潜像が潜像
担持体１１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１４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１２で
帯電された潜像担持体１１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１１のレーザ光照射部に現
像される。

【００３４】次に、二回目のサイクルとして、潜像担持
体１１は帯電器１２によりの再帯電され、前（ブラッ
ク）工程でレーザ光１３２の照射を受け、電位が下がっ
た潜像担持体１１の部分が再び元の電位近くまで回復す
る。その後、レーザ書込ユニツト１３からのレーザ光１
３２でイエロに相当する像が潜像担持体１１の所定の位
置に再度照射され、イエロ用現像装置１５は帯電器１２
の帯電された潜像担持体１１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１１のレーザ
光照射部を現像する。

【００３５】以後同様に、三回目のサイクルとして、帯
電器１２による再帯電、レーザ書込ユニット１３からの
レーザ光１３２によるマゼンタ像の照射、マゼンタ用現
像装置１６によるマゼンタ像の現像、四回目のサイクル
として、帯電器１２による再帯電、レーザ書込ユニット
１３からのレーザ光１３２によるシアン像の照射、シア
ン用現像装置１７によるシアン像の現像の各工程を経
る。

【００３６】シアン用現像装置１７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１１上に、照射
像に応じたブラック、イエロ、マゼンタ、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１１
は必要に応じて転写前帯電器１８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後、転写帯電器１９
により、ペーパガイド２０より進入してきた記録紙上
に、潜像担持体１１上のブラック、イエロ、マゼンタ、
シアンの各トナーが一回の工程で転写される。

【００３７】転写工程終了後、記録紙２１は剥離帯電器
２２により除電され、潜像担持体１１から剥離されて搬
送ベルト２５により定着器に搬送され定着工程が施され
る。一方、転写工程終了後、潜像担持体１１上の残留ト
ナーは、クリーニング装置２３によりクリーニングさ
れ、引き続き除電露光器２４からの露光を受け、再び帯
電器１２による帯電工程に入り、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。

【００３８】ここで、前記クリーニング装置２３はその
全部または一部がリトラクト可能な構成となっており、
前記四色のトナー像を作像中は潜像担持体１１に対し非
接触の状態となっており、潜像担持体１１上のトナーを
乱さないよう構成されている。そして、潜像担持体１１
のクリーニングは転写工程終了後のサイクルに行われ、
直前の画像の転写工程終了後に潜像担持体１１と接触
し、次に作成される画像がクリーニング装置２３に到達
する前に退避する。あるいは、クリーニングの為に潜像
担持体１１が一回転分の時間を設けることもある。

【００３９】また、この実施例に係る各現像装置１４〜
１７ではトナー濃度制御が行われ、安定した画像濃度が
得られるようになっている。すなわち、この実施例にお
けるトナー濃度制御工程としては、先ず、帯電器１２で
潜像担持体１１上が均一に帯電された後に基準パターン
信号に基づくレーザ光による露光で基準パターン潜像が
形成される。前記基準パターンは、例えば原稿密度５０
％の信号で非画像領域に設けられ、現像装置１４〜１７
のいずれかにより現像され、基準パターンの現像濃度が
濃度検出用のフォトセンサ２６によって検出される。そ
して、フォトセンサ２６の出力に応じて図示外のトナー
補給装置から現像装置１４〜１７のいずれかへ対応トナ
ーが補給され、現像装置１４〜１７内の現像剤中のトナ
ー濃度が制御される。

【００４０】次に、この実施例で用いられるイエロ、マ
ゼンタ、シアンの各現像装置１５〜１７を図３に基づい
て詳細に説明する。尚、各現像装置１５〜１７は同様な
構成であるため、以下イエロ用の現像装置１５を例に挙
げて説明する。現像装置１５は、矢印方向に回転し且つ
現像剤が担持される現像ロール３１と、図示外のトナー
供給装置から補給されたトナーと現像装置１５内の現像
剤３９とが攪拌／搬送される現像剤攪拌／搬送部材３２
と、現像剤３９が現像ロール３１に供給され且つ現像ロ
ール３１上の残留現像剤が剥離される現像剤供給／剥離
部材３３と、実効現像領域（実効的に現像に寄与する領
域）の上流側に設けられて現像ロール３１上の現像剤の
層厚が調整される現像剤層厚規制部材３４とで構成され
ている。

【００４１】この実施例において、前記現像ロール３１
は、回転可能な非磁性のスリーブ３１１と、その内部に
固定設置され複数の磁極を配列した磁石ロール３１２と
で構成されている。そして、前記スリーブ３１１には直
流を重畳した交流電界生成用の電源３５が接続されてい
る。一方、前記磁石ロール３１２の各磁極による径方向
磁束密度分布は図４（ａ）のように設定されている。

【００４２】更に、この実施例では、潜像担持体１１表
面とスリーブ３１１表面との間隙は５００μｍに設定さ
れ、現像剤層の穂立ちの高さが３５０μｍになるように
現像剤層厚規制部材３４とスリーブ３１１表面との間隙
は２００μｍに設定されている。特に、この実施例で
は、前記現像剤層厚規制部材３４は、図４（ａ）に示す
ように、当該現像剤層厚規制部材３４に対向する磁石ロ
ール３１２の対応磁極の最大磁束密度６０ｍＴ（６００
Ｇ）の上流側で２０ｍＴ（２００Ｇ）の位置に対応した
位置に配置されており、当該現像剤層厚規制部材３４に
対向するスリーブ３１１表面の径方向磁束密度（磁力）
が２０ｍＴ（２００Ｇ）に設定されるようになってい
る。

【００４３】以上の構成のような現像装置を用いたカラ
ー画像形成装置にてコピー作業を行ったところ、現像剤
にストレスを与えることなく長期に亘って安定した高品
質の画像を得ることができることが確認された。一般
に、図５（ａ）に示すように、コピー枚数が増えるに連
れて画像濃度が低下する。画像濃度低下傾向は、現像方
式によって大きく異なり、接触現像方式に比べ非接触現
像方式は現像剤の劣化速度が速いため、早く画像濃度が
低下する。図５（ｂ）は比較例との対比でコピー枚数に
対する画像濃度の変動の関係を示すが、実施例の効果は
非常に大きく、図５（ａ）に示す接触現像方式と同等の
性能を得ることが確認された。ここで、比較例では、実
施例で用いられる現像装置１５〜１７の現像剤層厚規制
部材３４の位置を例えば図４（ａ）に点線で示すように
変位させ、現像剤層規制部材３４に対向するスリーブ３
１１表面の径方向磁束密度（磁力）が例えば６０ｍＴ
（６００Ｇ）のものを使用した。

【００４４】また、本発明者らは、非接触現像方式にお
ける画像濃度低下（現像剤の劣化）を改善するために、
現像剤層厚規制部材３４に対向するスリーブ３１１表面
の磁力が異なる磁石ロール３１２を作製し、現像剤の維
持性を加速テストで評価検討した結果、図６に示すよう
に、現像剤層厚規制部材３４に対向する現像ロール３１
内の固定磁石の磁力に対応してトナー劣化（トナーの外
添剤被覆率が低下）が進み、そして、画像濃度の低下量
（現像性低下率）が変化することをつきとめた。尚、図
６において、現像性低下率は｛（攪拌前後の現像トナー
付着量の差）／（攪拌前の現像トナー付着量）｝×１０
０％で求めたものであり、一方、トナーの外添剤被覆率
の変化は攪拌後の外添剤被覆率／攪拌前の外添剤被覆率
で求めたものである。つまり、前記磁力（スリーブ３１
１表面での磁力）が５ｍＴ（５０Ｇ）以上、３５ｍＴ
（３５０Ｇ）以下であればトナーの劣化が低減でき、画
像濃度の低下量が少なく充分使用できることが確認され
た。特に、画像濃度の低下がより少ない８ｍＴ（８０
Ｇ）以上３０ｍＴ（３００Ｇ）以下が好ましいことが確
認された。更に、前記条件の現像装置を用いた実際のカ
ラー画像形成装置にてコピー作業を繰り返したところ、
画像濃度の低下の充分に少ない高品質の画像が長期に亘
って得られることが確認された。

【００４５】次に、現像剤供給／剥離部材３３の最適位
置について説明する。現像剤供給／剥離部材３３により
調整した現像剤層厚がより安定することで、現像剤が連
れ回り状態になって発生する現像ロール３１の回転に伴
う画像濃度変動を少なくし、より良好な画質を得ること
を目的に、現像剤層厚規制部材３４に対向するスリーブ
３１１表面の磁力が３５ｍＴの磁石ロールを使用し、現
像剤供給／剥離部材３４とスリーブ３１１表面との間隙
を変えた時の現像ロール３１の回転に伴う画像濃度の変
動を評価したところ、図７に示すような結果が得られ
た。

【００４６】図７によれば、現像剤供給／剥離部材３３
とスリーブ３１１表面との間隙が広くなると画像濃度の
低下が大きくなることが確認された。これは、スリーブ
３１１表面から離れるに従って磁石ロール３１２の磁力
が及ばなくなり、磁石ロール３１２の磁力範囲外におい
て現像剤供給／剥離部材３３で現像剤の供給及び剥離を
しても、現像剤の供給及び剥離動作が十分になされない
ことに起因する。

【００４７】従って、現像剤供給／剥離部材３３とスリ
ーブ３１１表面との間隙は磁石ロール３１２の磁力範囲
内に設定する必要があり、４ｍｍ未満が適用でき、画像
濃度の低下の少ない３．５ｍｍ以下が好ましいことが確
認された。

【００４８】◎実施例２ 実施例２に係るカラー画像形成装置で用いられる現像装
置１５〜１７は、実施例１と異なり、図４（ｂ）のよう
な磁気パターンの磁石ロール３１２を用い、現像剤層厚
規制部材３４に対向する磁石ロール３１２部位を対応磁
極の最大磁束密度２５ｍＴ（２５０Ｇ）位置に設定した
ものである。この実施例においても、実施例１と同様に
現像濃度の維持性が良好であることが確認され、現像剤
の分析の結果、トナーへのストレス度合も実施例１と同
等であった。また、このような現像装置を用いたカラー
画像形成装置においてコピー作業を繰り返したところ、
画像濃度の低下の充分に少ない高品質の画像が長期に亘
って得られることが確認された。

【００４９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、非接触現像方式において、現像剤層厚規制部材に対
向する現像剤担持体内の磁界発生手段の磁力を規定し、
現像剤層厚規制部材での現像剤へのストレスを軽減する
ようにしたので、現像剤の劣化を有効に防止でき、その
分、画質上の濃度変化、カラーバランス不良やカブリの
ない安定した画質を長期に亘って得ることができる。更
に、現像剤劣化を有効に防止することができるため、現
像装置の小型化あるいは高速化にも容易に対応すること
ができる。

【００５０】また、本発明において、前記現像剤層厚規
制部材の上流側に現像剤担持体に対して所定の間隙を介
して現像剤供給／剥離部材を配設するようにすれば、現
像剤担持体に対して現像剤の連れ回りのない状態で現像
剤を安定供給でき、また、現像剤剥離時にも現像剤への
ストレスを少なく抑えて現像剤の劣化を有効に防止する
ことができるため、画像濃度の変動をより少なく抑える
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】 この発明を適用した現像装置が用いられたカ
ラー画像形成装置の実施例１を示す説明図である。

【図３】 実施例１において本発明が適用された現像装
置の詳細を示す説明図である。

【図４】 （ａ）は実施例１において本発明が適用され
た現像装置の磁石ロールの磁気パターンと現像剤層厚規
制部材の配設位置を示す説明図、（ｂ）は実施例２にお
いて本発明が適用された現像装置の磁石ロールの磁気パ
ターンと現像剤層厚規制部材の配設位置を示す説明図で
ある。

【図５】 （ａ）は一般的な接触現像方式及び非接触現
像方式におけるコピー枚数による画像濃度低下を示すグ
ラフ図、（ｂ）は本実施例及び比較例におけるコピー枚
数による画像濃度低下を示すグラフ図である。

【図６】 実施例１における現像剤層厚規制部材近傍の
磁力と現像性との関係を示すグラフ図である。

【図７】 実施例１における現像剤供給／剥離部材とス
リーブとの間隙及び現像濃度の関係を示すグラフ図であ
る。

【図８】 トナーの外添剤被覆率と現像性の変化との関
係を示すグラフ図である。

【図９】 現像剤担持体と現像剤層厚規制部材との間隙
及び現像性の変化の関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１…現像剤担持体，２…スリーブ，３…磁石部材，４…
磁界発生手段，５現像剤層厚規制部材，６…潜像担持
体，７…現像剤供給／剥離部材，８…間隙，Ｍ…実効現
像領域，Ｂ…径方向磁束密度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 千原 朋義 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な中空円筒状スリーブ（２）内
   部に複数の磁界発生手段（４）を備えた磁石部材（３）
   が固定設置された現像剤担持体（１）を有し、この現像
   剤担持体（１）の実効現像領域（Ｍ）の上流側には現像
   剤層厚規制部材（５）を対向配置し、非磁性トナー及び
   磁性キャリアが含まれる二成分現像剤（Ｇ）を前記現像
   剤担持体（１）に担持させ、現像剤層厚規制部材（５）
   にて現像剤（Ｇ）の薄層を形成した後に実効現像領域
   （Ｍ）まで搬送し、非磁性トナーを潜像担持体（６）上
   に形成された静電潜像に飛翔させて静電潜像を可視化す
   る現像装置において、前記現像剤層厚規制部材（５）の
   対向部位における前記磁界発生手段（４）の径方向磁束
   密度（Ｂ）を５ｍＴ以上３５ｍＴ以下に設定したことを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、前記現像
   剤層厚規制部材（５）の上流側には前記現像剤担持体
   （１）に対して３．５ｍｍ以下の間隙（８）を介して現
   像剤供給／剥離部材（７）を配置したことを特徴とする
   現像装置。