JPH0954501A

JPH0954501A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0954501A
Application number: JP23076195A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Tada; 達也多田; Katsumi Itou; 功已伊藤; Makoto Nonomura; 真野々村; Takeshi Yamamoto; 毅山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤規制部において、磁界を強くした場合
においても、現像スリーブ、現像剤規制部材の撓みを防
止し、且つ帯電不十分な磁性トナーの搬送を防止する。【構成】回転可能な現像スリーブ１ａの内部に磁石１
ｂを固定する。現像スリーブ１ａに近接して、非磁性部
材６ａとその内部に固定された磁石６ｂとを現像剤量規
制部材６を設ける。永久磁石１ｂ、永久磁石６ｂのヤン
グ率を１．０×１０⁶ ｋｇｆ／ｃｍ² 以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリンタ或い複
写機等とされる、電子写真記録装置或いは静電記録装置
等の画像形成装置に関し、現像装置に特徴を有する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁性一成分現像剤を用いる方法と
して、特開昭５４−４３０３７号公報において、現像剤
担持体である現像スリーブ上に磁性トナーを極めて薄く
塗布し、これを摩擦帯電し、ついで、これを磁界の作用
下で静電像に極めて近接させ、且つ、接触させることな
く対向させ、現像する方法が開示されている。

【０００３】すなわち、図１６に示すように、上記従来
の現像装置は、磁性一成分現像剤である磁性トナーＴを
収容した現像容器３を備え、現像容器３内には静電潜像
担持体である感光ドラム１５と対向した開口部に、現像
スリーブ１ａが矢印の回転方向に回転可能に設置されて
いる。現像スリーブ１ａは、非磁性部材からなり、内側
に磁界発生手段である磁石１ｂが非回転に設置されてい
る。現像容器３の奥には現像剤搬送部材４が設置されて
いる。又、現像容器３の開口部の現像スリーブ１ａの上
方位置には現像剤量規制手段である磁性ブレード２が設
置され、現像スリーブ１ａ内の磁石１ｂの磁極Ｎと磁性
ブレード２とが対向して、これにより現像剤規制部が構
成されている。磁性ブレード２は、現像スリーブ１ａと
の間の距離が一定値Ｗになるように配置されている。一
般的に、この磁性ブレード２の距離Ｗは、１００μｍ〜
１ｍｍの範囲内に設定されることが多い。

【０００４】現像容器３内に収容された磁性トナーＴ
は、磁石１ｂにより現像スリーブ１ａ上に担持されて、
現像スリーブ１ａの回転により感光ドラム１５と対向し
た現像領域へ向けて搬送され、その搬送途上、現像剤規
制部で磁性ブレード２によりトナーの層厚が規制され
て、現像スリーブ１ａ上に薄層を形成するように薄く塗
布される。このトナー薄層の層厚は、図１７に示すよう
に、現像スリーブ１ａと磁性ブレード２との間を通る現
像スリーブ１ａの表面にほぼ平行に沿ったカットライン
Ｌの位置によって決定される。カットラインＬについて
は後で更に述べる。

【０００５】本発明者等の調査によると、現像スリーブ
１ａと磁性ブレード２との間を磁性トナーＴが通過する
際に、磁性トナーＴに電荷が付与され、且つ、電荷付与
部でのトナー搬送並びに挙動は、以下のようになってい
ることが分かった。

【０００６】図１８に示すように、現像スリーブ１ａと
磁性ブレード２を結ぶ直線に垂直な平面を２つ考え、磁
性ブレード２に近い面Ｓ１とし、現像スリーブ１ａに近
い面をＳ２とする。一般的に磁性ブレード２の幅（現像
スリーブ１ａの周方向に沿う方向の長さ）は、永久磁石
１ｂの磁石Ｎの幅に比べて狭くしてあるので、永久磁石
１ｂの磁極Ｎからの磁界の、Ｓ１面、Ｓ２面でのそれぞ
れの磁束密度を考えると、Ｓ１面での磁束密度は、Ｓ２
面での磁束密度より大きくなる。従って、現像スリーブ
１ａと磁性ブレード２との間で、磁性トナーの磁化の強
さに応じた、図１８の矢印の方向の力、すなわち、磁性
ブレード２に収束する磁力を受ける。

【０００７】従って、現像スリーブ１ａと磁性ブレード
２との間で磁性トナーＴは、図１７に示すように、穂
（Ｂ状態）を形成し、且つ、その穂は、磁性ブレード２
に発して現像スリーブ１ａ方向に向かう穂を形成する。

【０００８】そして、磁性トナーＴへの帯電付与は、現
像スリーブ１ａと磁性ブレード２から形成された上記穂
の先端のトナーｔ１とが接触することにより、先端のト
ナーに対して電荷が付与される。

【０００９】また、現像スリーブ１ａと磁性ブレード２
との間でのトナー搬送は、以下のようになっていること
が分かった。

【００１０】上述したように、現像スリーブ１ａと接触
した穂の先端のトナーｔ１には、潜像を現像するための
極性の摩擦帯電電荷が付与されるので、静電的鏡映力に
より現像スリーブ１ａ方向への力が働く。

【００１１】従って、穂の先端のトナーｔ１は、現像ス
リーブ１ａに付着し、現像スリーブ１ａとの摩擦力によ
り、現像スリーブ１ａの回転方向への搬送力が与えられ
る。

【００１２】このとき、トナー同士には、互いにある程
度の凝集力が働いているので、穂の先端のトナー（第１
層のトナー）ｔ１に接しているそのすぐ上の第２層のト
ナーｔ２にも、凝集力を介在とした搬送力が生じる。同
様に、その上の第３層のトナーｔ３にも、凝集力を介在
とした搬送力が生じる。

【００１３】しかし、現像スリーブ１ａと磁性ブレード
２との間には、前述のごとく、磁性ブレード２の方向へ
の磁力のトナーには作用している。従って、トナーにか
かる搬送力が上記磁力に打ち勝つところ、即ち、この位
置を前述した図１７のカットラインＬとすると、トナー
の穂はカットラインＬを境にして現像スリーブ１ａ側が
ちぎれて、現像スリーブ１ａ上に残ったトナーが、現像
スリーブ１ａの回転方向に搬送される。

【００１４】一方、磁性ブレード２側に残った、電荷を
十分に付与されないトナーは、図１７に示すように、残
存トナーとしてトナー溜りＡを形成し、このトナー溜り
Ａが大きくなると、磁力によりトナーを磁性ブレード２
に保持し続けていることができなくなり、トナー溜りＡ
から十分な電荷を持たないトナー塊が離れて現像スリー
ブ１ａの回転方向に搬送される。

【００１５】以上が、現像スリーブ１ａと磁性ブレード
２との間を磁性トナーＴが通過する際の電荷付与及び搬
送のしくみ並びにトナーの挙動である。

【００１６】従って、上記従来例のトナー挙動と、トナ
ーへの帯電付与の過程から明らかなように、上記従来例
では、現像スリーブ１ａの近傍のトナー、すなわち、現
像スリーブ１ａ上の第１層のトナーｔ１にしか十分な帯
電電荷を付与することができず、現像スリーブ１ａによ
って搬送されるトナーの一部は、必要な電荷を付与され
ないままのトナーで占められる。その結果、トナーの帯
電不安定により現像が不安定になり、安定して良好な画
像を得ることができないという問題点があった。

【００１７】また、非磁性一成分トナーを用いる現像方
法において、上記磁性１成分現像装置と同様に現像剤の
規制に磁性ブレードを用いる現像方法として、特公昭５
８−１４３３６０号公報において記載されているような
現像方法が知られている。

【００１８】すなわちこの現像方法は、図１９に示すよ
うな、非磁性トナー１１と磁性粒子１０を収容するトナ
ー容器３と潜像担持体である感光ドラム１５に対向しト
ナー容器３の開口部に配された非磁性体の現像スリーブ
１ａと、現像スリーブ１ａの内部に固定配置された永久
磁石１ｂと、トナー容器３に固定支持され現像スリーブ
１ａ上のトナーの層厚を規制する磁性ブレード２を備え
た現像装置２０により実施される。

【００１９】上記現像装置２０において、磁性粒子１０
は、前述の磁性１成分現像装置の磁性トナーと同様に、
磁性ブレード２と永久磁石１ｂとの間の磁界に沿ってブ
ラシ１０ａを形成する。一般的に、磁性粒子１０は、前
述の磁性トナーに比べて、粒径が大きく、且つ、含有す
る磁性体量も多い構成、すなわち、飽和磁化が非常に大
きい構成をとっているので、前述の磁性トナーの場合と
は異なり、磁性粒子１０は、磁性ブレード２と永久磁石
１ｂとの間の磁界内に拘束される。

【００２０】一方、非磁性トナー１１は、磁性粒子１０
及び現像スリーブ１ａとの摩擦帯電で得た帯電電荷によ
り、現像スリーブ１ａ及び磁性粒子１０に付着する。し
かしながら、上述したように、磁性粒子１０は磁界によ
り拘束されているために、現像スリーブ１ａに付着した
非磁性トナー１１のみが磁性粒子のブラシの中の通過可
能となり、現像スリーブ１ａの回転により現像スリーブ
１ａ表面に非磁性トナー１１の均一な層が形成される。

【００２１】しかしながら、上記非磁性１成分現像方法
においても、磁性粒子の飽和磁化が小さい場合には、前
述の磁性１成分現像装置の未帯電トナーの挙動と同様に
なり、上記磁界内に磁性粒子１０を拘束しておくことが
できず、現像スリーブ１ａの回転により現像領域方向に
搬送されてしまい、安定して良好な画像をえることがで
きないという問題点があった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような、現像領
域方向への帯電不十分な磁性トナーの搬送防止、或い
は、磁性粒子の飽和磁化が小さい場合の磁性粒子の現像
領域方向への搬送防止対策として、現像剤規制領域の磁
場の強さを強くする方法が考えられる。

【００２３】しかしながら、上記のような磁性ブレード
２と磁石１ｂの少なくとも２者以上で協同して磁界を形
成している場合においては、磁場の強さを強くすると、
上記の協同して磁界を形成している磁界形成部材が、磁
力により撓んでしまうために、現像スリーブ１ａの長手
方向のトナーコート性が不均一になるという問題が生
じ、現像領域方向への帯電不十分な磁性トナーの搬送防
止、或いは、磁性粒子の飽和磁化が小さい場合の現像領
域方向への磁性粒子の搬送防止とトナーコート均一性を
両立するのが困難であった。

【００２４】従って、本発明の目的は、現像剤量規制部
において、少なくとも２者以上で協同して磁界を形成し
て現像剤量規制をしている構成において、上記協同して
形成される磁界を強くした場合においても、磁界形成部
材の撓みを防止し、且つ、帯電不十分な磁性トナーの搬
送防止、或いは、磁性粒子の飽和磁化が小さい場合の現
像領域方向への磁性粒子の搬送防止とトナーコート均一
性とを両立し、画像一様性の不良、及びトナーコート均
一性の不良を解消する現像装置を備えた画像形成装置を
提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
現像剤により静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現
像装置を備えた画像形成装置において、磁性粒子を含有
する現像剤と、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を
表面に担持し、現像領域に現像剤を搬送する回転可能な
現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤の塗布量
を規制する現像剤量規制手段とを備え、前記現像剤担持
体及び前記現像剤量規制手段のうち少なくとも一つが、
磁界発生手段を有し、前記現像剤量規制手段が前記現像
剤担持体上の現像剤の塗布量を規制する現像剤規制領域
にて、前記磁界発生手段による磁場により、前記現像剤
量規制手段と前記現像剤担持体との間に協同して磁界を
形成する構成とし、前記現像剤量規制手段又は前記現像
剤担持体の少なくとも一部が、ヤング率１．０×１０⁶
（ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上の部材で構成されていることを
特徴とする画像形成装置画像形成装置である。

【００２６】前記現像剤規制領域において、現像剤中の
磁性粒子が、前記現像剤担持体と前記現像剤量規制手段
の両方から搬送力を受ける構成とすることが好ましい。
前記現像剤量規制手段が磁性粒子に与える搬送力の搬送
方向は、現像剤中の磁性粒子を現像領域へ搬送しない方
向であることが好ましい。前記現像剤担持体が現像剤規
制領域において現像剤に与える搬送力を、現像剤と前記
現像剤担持体との摩擦帯電によって現像剤に付与される
帯電電荷量に主に依存し、かつ、前記現像剤量規制手段
が前記現像剤規制領域において現像剤に与える搬送力
を、現像剤に作用する磁気力に依存する構成とすること
が好ましい。前記現像剤担持体と前記現像剤規制手段と
の間に協同して形成する磁界は、前記現像剤規制領域に
おいて、少なくとも、前記現像剤担持体から前記現像剤
量規制手段方向へ向かうにつれて磁束密度が高くなる磁
界領域を有することが好ましい。前記現像剤量規制手段
と前記現像剤担持体とが、非接触で配されている構成で
あることが好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則
して更に詳しく説明する。本発明は、例えば図１５に示
されるような電子写真画像形成装置に具現化するものと
して説明するが、これに限定されるものではない。尚、
前出の部材と同一の部材には同一の符号を付す。

【００２８】図１５において、電子写真画像形成装置
は、静電潜像担持体としての感光ドラム１５を回転自在
に設け、この感光ドラム１５を帯電器１２で一様に帯電
し、次に、例えばレーザーのような発光素子１３によっ
て、情報信号を露光し、静電潜像を形成し、現像装置１
０で可視化する。次に、転写帯電器１４で転写材１６へ
転写し、更に定着装置１７により定着する。また、感光
ドラム１５上の転写残トナーはクリーニング装置１１に
より除去される。

【００２９】実施例１本発明に係る現像装置の実施例１について、図１により
説明する。同図において、現像装置１０は、トナーを収
容する現像容器３と、感光ドラム１５に対向し、現像容
器３の開口部に矢印方向に回転可能に配設された現像剤
担持体である非磁性金属部材により構成される現像スリ
ーブ１ａと、現像スリーブ１ａの内部に配設された磁界
発生手段である永久磁石１ｂと、現像容器３内の磁性ト
ナーを現像スリーブ１ａ方向に搬送するための矢印方向
に回転可能に配された搬送部材４ａ、４ｂとを備えてい
る。又、現像スリーブ１ａにより現像領域に搬送される
現像剤量を規制する現像剤量規制部材６を有し、更に、
一端を現像剤量規制部材６の表面に当接してトナーを掻
き落とすためのスクレーパ７を備えている。

【００３０】現像剤量規制部材６は、図中矢印方向に回
転可能に配された円筒状の非磁性部材６ａと、非磁性部
材６ａの内部に配置された永久磁石６ｂとを備えてい
る。

【００３１】ところで本発明者等の調査によると、現像
スリーブ及び現像剤量規制部材である磁界形成部材の磁
力による撓みは、ヤング率と以下のような相関関係があ
ることが判明した。

【００３２】すなわち、図２及び図３に示すような実験
装置の構成により、磁石３２を非磁性部材３０によって
磁界による撓みがない状態に固定し、被験材である磁性
部材３１と磁石３２の２者で協同して磁界を形成してい
る場合の、磁性部材３１の磁界による撓みと磁性部材３
１のヤング率との相関を調査した。

【００３３】また、図４及び図５に示すように、磁石３
２と被験材である磁石３３の２者で協同して磁界を形成
している場合の、磁石３３の磁界による撓みと磁石３３
の磁力及びヤング率との相関も調査した。

【００３４】図２〜図５に示すように、磁性部材３１と
磁石３２、或いは、磁石３２と磁石３３とは、支持部材
４１によって両端を支持されている。磁性部材３１は磁
石３２に磁化されてことにより磁石３２方向に引き付け
られ、また、磁石３２と磁石３３とは、お互いの異極が
対向するように配されているので、磁石３３は磁石３２
方向へ引き付けられる。

【００３５】上記構成において、磁性部材３１、磁石３
２、磁石３３、支持部材４１の構成条件をそれぞれ、磁
性部材３１、磁石３２、磁石３３の長さＬを３００ｍ
ｍ、支持部材４１の長さＬ４を５ｍｍ、磁石３２の幅Ｄ
２及び高さｈ２をそれぞれ８ｍｍとし、磁石３２のＮ極
の磁力が、磁石表面から、１ｍｍのところで１０００ガ
ウスとしたときに、高さｈ４を０．６ｍｍから１．６ｍ
ｍの間で変化させ、且つ、磁性部材３１及び磁石３２の
構成条件を以下のように変化させたときの、磁性部材３
１及び磁石３２の長手方向中央部での撓み量ｈ４δを測
定した。

【００３６】すなわち、磁性部材３１の幅Ｄ１を０．８
ｍｍから２０ｍｍの間、また、高さｈ１を６ｍｍから２
０ｍｍの間で変化させ、磁石３３のＳ極を磁石表面から
１ｍｍのところで８００ガウス以上の値で設定したとき
に、磁石３３の幅Ｄ３を３ｍｍから１０ｍｍの間で、ま
た、高さｈを６ｍｍから２０ｍｍの間で変化させ、更
に、磁性部材３１及び磁石３３のヤング率を１．０×１
０⁵ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上の場合で変化させ、磁界形
成部材間の両者の中央部の撓み量ｈ４δを測定した。

【００３７】その結果、ヤング率が５．０×１０⁵ （ｋ
ｇｆ／ｃｍ² ）以上としたとき、撓み量ｈ４δは１００
μｍ以下であり、ヤング率が１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／
ｃｍ² ）以上としたとき、撓み量ｈ４δは５０μｍ以下
であった。

【００３８】また、図６に示すように、磁性部材３１の
両側を部材３１ａで支持した場合、図７に示すように、
磁性部材３１の下部を部材３１ａで支持した場合、図８
に示すように、永久磁石３３の両側を部材３３ａで支持
した場合、図９に示すように、永久磁石３３の下部を部
材３１ａで支持した場合において、磁性部材３１及び磁
石３３のヤング率が１．０×１０⁵ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）
の場合においても、部材３１ａ及び部材３３ａのヤング
率を１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上とすること
によって、磁性部材３１及び永久磁石３３の撓み量ｈ４
δを５０μｍ以下にすることができた。

【００３９】そこで本実施例においては、現像スリーブ
１ａの永久磁石１ｂ、及び現像剤量規制部材６の永久磁
石６ｂとして、少なくともヤング率が１．０×１０⁶
（ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上の永久磁石を用いた。

【００４０】また、現像剤量規制部材６は、現像領域に
対して、現像スリーブ１ａの回転方向ｂの上流側の現像
スリーブ１ａの近傍に配され、且つ、非磁性部材６ａの
回転方向が、現像スリーブ１ａの回転方向ｂと同方向の
矢印ａ方向に回転可能に配された構成としている。

【００４１】また、永久磁石６ｂは、現像スリーブ１ａ
内に配された永久磁石１ｂの磁極の中の少なくとも１つ
の磁極に対して、異極の関係となる、少なくとも１つの
磁極を有する構成としている。本実施例においては、現
像スリーブ１ａ内の永久磁石１ｂの磁極Ｎ１に対して、
現像剤量規制部材６の永久磁石６ｂの磁極Ｓ４が近接対
向する構成とされている。

【００４２】また、現像スリーブ１ａ内の磁極Ｎ１に近
接対向するように配された、永久磁石６ｂの磁極Ｓ４の
幅を、現像スリーブ１ａ内の磁極Ｎ１の幅に対して狭く
することにより、磁極Ｎ１と磁極Ｓ４との間で形成され
る磁場の磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａから現像
剤量規制部材６側へいくほど磁束密度が大きくなる構成
としている。

【００４３】上記構成によれば、前述の図１８を参照し
て説明したのと同様の理由により、現像剤量規制部材６
と現像スリーブ１ａとの間に存在する磁性トナーＴに
は、現像スリーブ１ａから現像剤量規制部材６側への磁
力による力が働く。

【００４４】また、本実施例においては、非磁性部材６
ａを、図１に示すように、現像スリーブ１ａの回転方向
ｂと同方向である、図中矢印ａ方向に回転させる構成と
しているので、磁性トナーＴには、磁界による力と非磁
性部材６ａとの摩擦力と、そして、磁性トナー間の摩擦
力により、現像剤量規制部材６から現像容器３内方向へ
の搬送力が与えられる。

【００４５】また、上述したように現像スリーブ１ａに
接触している磁性トナーＴには、現像スリーブ１との摩
擦帯電により帯電電荷が与えられ、帯電電荷を得た磁性
トナーＴには、鏡映力による現像スリーブ１ａ方向への
力が働き、現像スリーブ１ａとの摩擦力により、現像ス
リーブ１ａの回転方向への搬送力が与えられる。

【００４６】従って、図１に示すように構成された現像
装置においては、図２０に示すように、現像剤量規制部
に存在する磁性トナーＴのうち、現像スリーブ１ａに接
触している磁性トナーｔ１には、現像剤スリーブ１ａか
ら磁性トナーの帯電電荷量に依存した搬送力（Ｆ1s）
と、現像剤量規制部材６からの搬送力（Ｆ2s）とが、搬
送力の主の力として与えられる。

【００４７】また、現像スリーブ１ａに接触していない
磁性トナーｔ２にも、磁性トナー間の凝集力を介在させ
て、現像剤スリーブ１ａからの搬送力（Ｆ1 ）と現像剤
量規制部材６からの搬送力（Ｆ2 ）とが、搬送力の主の
力として与えられる。

【００４８】また、現像剤量規制部材６からの搬送力Ｆ
2 、Ｆ2sは、磁性トナーｔ１、ｔ２が、上記現像剤量規
制部に形成された磁界内において、ほぼ同等の位置に存
在するので、実質的にほぼ同等であり、Ｆ2 ＝Ｆ2sと考
えて良い。

【００４９】従って、Ｆ1s＞Ｆ2 ≧Ｆ1 ・・・（１）という関係が存在すれば、現像領域に搬送される磁性ト
ナーは十分に帯電したトナーのみとなる。

【００５０】上記関係式を満たす構成は、磁性トナーの
特性により異なるが、本実施例においては、現像スリー
ブ１ａ内の磁極Ｎ１に近接対向するように配された、永
久磁石６ｂの磁極Ｓ４の磁束密度を７００ガウス以上、
現像スリーブ１ａ内の磁極Ｎ１の磁束密度を８００ガウ
ス以上とし、且つ、各々の磁極の磁束密度のピーク値に
対して５０％以上の値を示す領域の幅（便宜上、以後５
０％値と称する）の比を、（磁極Ｓ４の５０％値）／（磁極Ｎ１の５０％値）＜１とし、磁極Ｎ１の幅に対して、磁極Ｓ４の幅を狭くする
ことにより、磁極Ｎ１とＳ４との間で形成される磁場の
磁束密度の変化が、現像スリーブ１ａから現像剤量規制
部材６側へいくほど磁束密度が大きくなる構成とし、ま
た、現像剤規制部材６と現像剤担持体１との間の距離Ｗ
を約０．２〜１．０ｍｍの範囲内とし、更に、現像スリ
ーブ１ａの周速の絶対値に対してと非磁性部材６ａの周
速の絶対値を５０％以上とする構成としたときに上記関
係を満足することが確認された。

【００５１】上記関係式（１）が満足されたかどうかの
判断は、以下のようにして行なった。上記関係式（１）
が満足されていないときに、前述の帯電電荷付与時に現
像スリーブ１ａ表面に接触できずに現像スリーブ１ａ上
に担持されて現像容器３内から現像容器外へ搬送されて
くる帯電付与の不十分な磁性トナーは、現像スリーブと
の摩擦帯電電荷を得られない代わりに磁性トナー間の摩
擦帯電による帯電電荷量を持つ。磁性トナー間の摩擦帯
電によって得られる帯電電荷があるので、前述の帯電付
与が不十分な磁性トナーの帯電量分布は、帯電量が０を
中心とした正負の両方の極性の帯電電荷を有したものが
ほぼ５０％の割合で存在する分布となる。すなわち、帯
電付与が不十分な磁性トナーの内、ほぼ５０％が所望の
極性とは反対の逆極性トナーとなる。

【００５２】しかしながら、上記関係式（１）が満足さ
れている時には、理想的には、上記逆極性トナーは存在
しない。従って、現像スリーブ１ａ上の磁性トナーの帯
電量分布を測定し、逆極性トナーの存在の有無を確認す
ることにより、上記関係式（１）が満足されているかど
うかの判断をすることができる。しかし、用いる磁性ト
ナーによっては、磁性トナーの中に元々逆極性トナーに
帯電しやすいものが含まれている場合もあり、単純に逆
極性トナーの存在の有無の確認により、上記関係式
（１）が満足されているかどうかの判断をすることがで
きない。すなわち、この場合には磁極トナーに十分な摩
擦帯電電荷を付与した場合にも、磁性トナーの帯電量分
布の中にある割合で逆極性トナーが存在してしまう。

【００５３】従って、上記関係式（１）が満足されてい
るかどうかを、磁性トナーの帯電量分布を測定し、逆極
性トナーの存在割合から判断するために、上述した元々
逆極性トナーに帯電しやすいものが含まれている場合を
考慮する、即ち、元々逆極性に帯電し易い極性トナーの
割合を調べておく必要がある。

【００５４】従って、本実施例には、キャリアとトナー
を十分に混合撹拌し、十分に摩擦帯電電荷をトナーに与
えた場合のトナーの帯電量分布を測定し、そのときの逆
極性トナーの割合を参照値とし、現像スリーブ１ａ上の
トナーの帯電量分布に含まれる逆極性トナーの割合が上
記参照値とほぼ一致したときに、上記関係式（１）が満
たされているものと判断した。

【００５５】具体的には以下のように測定を行なった。
測定器は、ホソカワミクロン社製のＥ−ＳＰＡＲＴアナ
ライザーを用いた。

【００５６】まず十分な帯電を付与した場合のトナーの
帯電量分布の測定は、キャリアとしてＥＦＶ２００／３
００（日本鉄粉社製）を用い、トナー濃度２ｗｔ％、混
合時間約２分で実施した。その時の逆極性トナー量の割
合を参照値とした。次に、本実施例の現像装置の現像ス
リーブ１ａ上のトナーの帯電量分布を測定した。このと
きの逆極性トナーの割合が、測定誤差範囲内で上記参照
値と同等の場合に上記関係式（１）が満たされているも
のと判断した。

【００５７】比較例１上記実施例１の現像装置の構成において、永久磁石６ｂ
として、ヤング率が１．６×１０⁵ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）
の永久磁石を用いたところ、永久磁石６ｂが磁力により
撓み、非磁性部材６ａに接触してしまい、非磁性部材６
ａの図中矢印方向の回転トルクが大きくなり、安定した
回転を得られず、トナー搬送が安定して行なうことがで
きなくなった。

【００５８】実施例２実施例１の構成において、永久磁石６ｂを図１０及び図
１１に図示するように、ヤング率が１．６×１０⁵ （ｋ
ｇｆ／ｃｍ² ）の磁石８１とし、少なくともヤング率が
１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上の非磁性部材８
２で支持する構成とした場合においても、実施例１と同
様の効果を得ることができた。

【００５９】また、上記構成は、永久磁石６ｂに限るも
のではなく、永久磁石１ｂを上記構成としてもよい。

【００６０】即ち、実施例１の現像装置の構成におい
て、永久磁石６ｂを、図１０に示すように、円柱状の永
久磁石８１を非磁性部材８２で被覆し、更に非磁性部材
９０で覆って支持し、永久磁石８１のヤング率を１．６
×１０⁵ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）とし、非磁性部材８２、９
０のヤング率を１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）とし
た。この構成においても、実施例１と同様の効果を得る
ことができた。

【００６１】また、図１１に示すように、長方体の永久
磁石８１の両側を非磁性部材８２で支持し、これらを円
筒状の非磁性部材９０で覆い、永久磁石８１のヤング率
を１．６×１０⁵ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）とし、非磁性部材
８２、９０のヤング率を１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃｍ
² ）とした。この構成においても、実施例１と同様の効
果を得ることができた。

【００６２】実施例３次に、本発明に係る画像形成装置の現像装置の実施例３
について、図１２により説明する。

【００６３】本実施例の現像装置においては、上述した
実施例１の現像剤量規制部材６を、図中矢印ａ方向に回
転可能に配された磁性部材で構成された現像剤量規制部
材６１としたものである。

【００６４】現像剤量規制部材６１は、現像スリーブ１
ａ内の磁極Ｎ１と協同して現像剤規制領域に磁界を形成
するように近接対向して配し、且つ、現像スリーブ１ａ
内の磁極Ｎ１の磁力、及び磁極Ｎ１に対する配置位置を
調整することにより、現像スリーブ１ａから現像剤量規
制部材６１側へいくほど磁束密度が大きくなる構成とし
ている。

【００６５】磁極Ｎ１と現像剤量規制部材６１との配置
位置と磁界の関係は、実施例１と説明したのと同様であ
る。

【００６６】従って、上記構成によれば、上記実施例と
説明したのと同様な理由により、上述の関係式（１）、
即ち、Ｆ1s＞Ｆ2 ≧Ｆ1 ・・・（１）という関係が存在すれば、現像領域に搬送される磁性ト
ナーは十分に帯電したトナーのみとなる。

【００６７】上記関係式を満たす構成は、磁性トナーの
特性により異なるが、本実施例においては、現像スリー
ブ１ａ内の磁極Ｎ１の磁束密度を９００ガウス以上と
し、磁極Ｎ１に対して、現像剤量規制部材６１を現像ス
リーブ１ａの回転方向の下流側に配置角度θが５°〜２
５°の位置となるように構成することにより、磁極Ｎ１
と現像剤量規制部材６１との間で形成される磁場の磁束
密度の変化が、現像スリーブ１ａから現像剤量規制部材
６１側へいくほど磁束密度が大きくなる構成とし、ま
た、現像剤量規制部材６１と現像剤担持体１との間の距
離Ｗを約０．１〜０．６ｍｍの範囲内とし、さらに、現
像スリーブ１ａの周速の絶対値に対して現像剤量規制部
材６１の周速の絶対値を５０％以上とする構成としたと
きに上記関係を満足することが確認された。

【００６８】本実施例においては、現像スリーブ１ａ内
の永久磁石１ｂをヤング率が１．６×１０⁶ （ｋｇｆ／
ｃｍ² ）の磁石とし、現像剤量規制部材６１をヤング率
が少なくとも１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上の
磁性部材とすることにより磁界による撓みを防止してい
る。

【００６９】上述したように、本実施例の構成によれ
ば、実施例１と同様の効果を得ることが可能となる。

【００７０】比較例２実施例３の構成において、現像剤量規制部材６１をヤン
グ率が２×１０⁵ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）の磁性部材とした
場合、永久磁石６ｂをヤング率が１．６×１０⁵ （ｋｇ
ｆ／ｃｍ² ）の磁石を用いたところ、現像剤量規制部材
６１が磁力により撓み、現像スリーブ１ａ上のトナーコ
ートが長手方向中央部で薄層になってしまい、画像濃度
薄という問題が生じた。

【００７１】実施例４実施例３の現像装置の構成において、現像剤量規制部材
６１を、図１３及び図１４に図示するように、ヤング率
が１．６×１０⁵ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）の磁性部材７１と
し、ヤング率が少なくとも１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ）以上の非磁性部材７２で支持する構成とした場合
においても、実施例３と同様の効果を得ることができ
た。

【００７２】実施例５実施例５においては、実施例１乃至実施例４の構成にお
いて用いられている磁性１成分現像剤の代わりに、磁性
キャリアと非磁性トナーからなる２成分現像剤を用いる
構成とした。

【００７３】２成分現像剤を用いた場合の現像剤規制部
の現像剤の挙動は、磁性キャリアが上記実施例の未帯電
トナーの挙動と同様になり、十分に帯電した非磁性トナ
ーが上記実施例の帯電トナーの挙動と同様になる。

【００７４】従って、十分に帯電した非磁性トナーのみ
が、上記実施例と同様に現像領域に搬送され、また、磁
性キャリアが現像領域方向に搬送されることはない。

【００７５】従って、磁性粒子の飽和磁化が小さい場合
の現像領域方向への磁性粒子の搬送防止とトナーコート
均一性とを両立し、画像一様性の不良、及びトナーコー
トの均一性の不良を解消することができる。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による画像形成装置は、磁性粒子を含有する現像剤と、
現像剤を収容する現像容器と、現像剤を表面に担持し、
現像領域に現像剤を搬送する回転可能な現像剤担持体
と、前記現像剤担持体上の現像剤の塗布量を規制する現
像剤量規制手段とを備え、前記現像剤担持体及び前記現
像剤量規制手段のうち少なくとも一つが、磁界発生手段
を有し、前記現像剤量規制手段が前記現像剤担持体上の
現像剤の塗布量を規制する現像剤規制領域にて、前記磁
界発生手段による磁場により、前記現像剤量規制手段と
前記現像剤担持体との間に協同して磁界を形成する構成
とし、前記現像剤量規制手段又は前記現像剤担持体の少
なくとも一部が、ヤング率１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ）以上の部材で構成されていることにより、上記協
同して磁界を形成する磁界形成部材の撓みを防止するこ
とが可能になり、十分に帯電したトナーのみを現像剤担
持体上に担持させ、現像領域に搬送することが可能とな
り、なおかつ、磁性粒子の飽和磁化が小さい場合の現像
領域方向への磁性粒子の搬送防止とトナーコートの均一
性との両立が可能となり、画像一様性の不良、及びトナ
ーコートの均一性の不良を解消することができ、画像再
現性を安定して良好にすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例１の画像形成装置の現像装
置を示す構成図である。

【図２】磁界形成部材のヤング率との関係を検討するた
めの実験装置を示す正面図である。

【図３】図２の実験装置の斜視図である。

【図４】磁界形成部材のヤング率との関係を検討するた
めの他の実験装置を示す正面図である。

【図５】図４の実験装置の斜視図である。

【図６】磁性部材及び磁石の撓み防止構成の第１例を示
す説明図である。

【図７】磁性部材及び磁石の撓み防止構成の第２例を示
す説明図である。

【図８】磁性部材及び磁石の撓み防止構成の第３例を示
す説明図である。

【図９】磁性部材及び磁石の撓み防止構成の第４例を示
す説明図である。

【図１０】実施例２における現像剤量規制部材の構成を
示す断面図である。

【図１１】実施例２における現像剤量規制部材の他の構
成を示す断面図である。

【図１２】本発明に係る実施例３の画像形成装置の現像
装置を示す構成図である。

【図１３】実施例４における現像剤量規制部材の構成を
示す断面図である。

【図１４】実施例４における現像剤量規制部材他の構成
を示す断面図である。

【図１５】実施例１〜４の現像装置が適用可能な電子写
真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

【図１６】磁性１成分トナーを用い、且つ磁性ブレード
を用いた従来の現像装置の一例を示す構成図である。

【図１７】現像剤規制部におけるトナーの挙動を示す説
明図である。

【図１８】現像剤規制部における磁束密度を示す説明図
である。

【図１９】２成分現像剤を用い、且つ磁性ブレードを用
いた従来の現像装置の一例を示す構成図である。

【図２０】実施例１における現像剤規制部における磁性
トナーに与えられる力の説明図である。

【符号の説明】

１ａ現像スリーブ（現像剤担持体）１ｂ永久磁石（磁界発生手段）３現像容器６現像剤量規制手段６ａ非磁性部材６ｂ永久磁石（磁界発生手段）１０現像装置１５感光ドラム（静電潜像担持体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本毅東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤により静電潜像担持体上の静電潜
像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
磁性粒子を含有する現像剤と、現像剤を収容する現像容
器と、現像剤を表面に担持し、現像領域に現像剤を搬送
する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の
現像剤の塗布量を規制する現像剤量規制手段とを備え、
前記現像剤担持体及び前記現像剤量規制手段のうち少な
くとも一つが、磁界発生手段を有し、前記現像剤量規制
手段が前記現像剤担持体上の現像剤の塗布量を規制する
現像剤規制領域にて、前記磁界発生手段による磁場によ
り、前記現像剤量規制手段と前記現像剤担持体との間に
協同して磁界を形成する構成とし、前記現像剤量規制手
段又は前記現像剤担持体の少なくとも一部が、ヤング率
１．０×１０⁶ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上の部材で構成さ
れていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像剤規制領域において、現像剤中
の磁性粒子が、前記現像剤担持体と前記現像剤量規制手
段の両方から搬送力を受ける構成としたことを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記現像剤量規制手段が磁性粒子に与え
る搬送力の搬送方向は、現像剤中の磁性粒子を現像領域
へ搬送しない方向であることを特徴とする請求項２の現
像装置。
【請求項４】前記現像剤担持体が現像剤規制領域にお
いて現像剤に与える搬送力を、現像剤と前記現像剤担持
体との摩擦帯電によって現像剤に付与される帯電電荷量
に主に依存し、かつ、前記現像剤量規制手段が前記現像
剤規制領域において現像剤に与える搬送力を、現像剤に
作用する磁気力に依存する構成としたことを特徴とする
請求項２又は３の画像形成装置。
【請求項５】前記現像剤担持体と前記現像剤規制手段
との間に協同して形成する磁界は、前記現像剤規制領域
において、少なくとも、前記現像剤担持体から前記現像
剤量規制手段方向へ向かうにつれて磁束密度が高くなる
磁界領域を有することを特徴とする請求項１〜４のうち
いずれかひとつの画像形成装置。
【請求項６】前記現像剤量規制手段と前記現像剤担持
体とが、非接触で配されている構成としたことを特徴と
する請求項１〜５のうちいずれかひとつの画像形成装
置。