JPH10232559A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に複数の磁極を有するマグネット部材が
設けられた現像剤担持体によってトナーとキャリアとを
含む現像剤を像担持体と対向する現像領域に搬送して現
像を行なうにあたり、粒径が小さく低磁力のキャリアを
使用した場合においても、像担持体にキャリアが付着す
るのを少なくする。 【解決手段】 潜像が形成される像担持体１と、像担持
体と対向する現像領域にトナーとキャリアとを含む現像
剤を搬送する現像剤担持体11の内部に複数の磁極を有す
るマグネット部材12を設けた現像装置10とを備え、現像
領域において像担持体と現像剤担持体とが同方向に移動
する画像形成装置において、像担持体と対向するマグネ
ット部材の現像磁極Ｎ1 と逆極性の対向磁極Ｓを、この
現像磁極より像担持体の移動方向上流側における像担持
体の内部に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置に係り、特に、潜像が形成された
像担持体と対向する現像領域にトナーとキャリアを含む
現像剤を現像装置に設けられた現像剤担持体により搬送
させて現像を行なうようになった画像形成装置におい
て、現像剤中におけるキャリアが像担持体に付着するの
を抑制するようにした画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンター等の画像形成装置に
おいて、像担持体に形成された潜像を現像する現像装置
しては、従来より様々な現像装置が使用されており、こ
のような現像装置の一つとして、トナーとキャリアとを
含む現像剤を使用し、内部に複数の磁極を有するマグネ
ット部材が設けられた現像剤担持体にこの現像剤を供給
し、このように供給された現像剤を上記のマグネット部
材の磁気力によって現像剤担持体に保持させ、この現像
剤担持体を移動させて現像剤を磁気ブラシの状態で像担
持体と対向する現像領域に搬送し、この現像剤中におけ
るトナーを像担持体に供給して現像を行なうようにした
ものが広く利用されていた。

【０００３】ここで、従来においては、上記のように現
像剤中のトナーを現像領域において像担持体に供給する
際に、この現像剤中におけるキャリアが像担持体に付着
するるのを防止するため、一般に高磁力で大径のキャリ
アを用いていた。

【０００４】しかし、このように高磁力で大径のキャリ
アを用いた現像剤を使用して現像を行なうようにした場
合、この現像剤によって形成される磁気ブラシが粗くて
硬くなり、ハーフトーンの画像形成を行なう場合に、そ
のきめが悪くなると共に、このように硬い磁気ブラシに
よって像担持体に形成されたトナー像が乱されたりする
等の問題があった。

【０００５】このため、近年においては、現像剤におけ
るキャリアに、粒径が小さいものや磁力が弱いものを使
用し、現像剤によって形成される磁気ブラシが密でソフ
トになるようにして現像を行なうようにしたものが用い
られるようになった。

【０００６】しかし、このように粒径が小さくて低磁力
のキャリアを使用した場合、キャリアが現像剤担持体の
内部に設けられたマグネット部材の磁気力によって現像
剤担持体に十分に拘束されず、このキャリアが像担持体
に付着し、形成される画像にキャリアかぶり等が発生す
るという問題が生じた。

【０００７】また、近年においては、特開平７−１０４
５７９号公報に示されるように、現像剤担持体の内部に
複数の磁極を有するマグネット部材を設けると共に、こ
の現像剤担持体と像担持体とが対向する現像領域におい
て、上記のマグネット部材の現像磁極よりも像担持体の
移動方向上流側における像担持体の内部に、上記の現像
磁極と同極の対向磁極を有する磁石を配置させたものが
提案された。

【０００８】しかし、このように現像磁極よりも像担持
体の移動方向上流側における像担持体の内部に、この現
像磁極と同極の対向磁極を有する磁石を設けた場合、こ
の対向磁極と現像磁極との間における反発磁力により現
像剤が飛散し、これにより現像剤中におけるキャリアが
像担持体に付着してしまい、像担持体へのキャリア付着
を十分に抑制することができないという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、複写機や
プリンター等の画像形成装置における上記のような問題
を解決することを課題とするものである。

【００１０】すなわち、この発明においては、上記のよ
うに内部に複数の磁極を有するマグネット部材が設けら
れた現像剤担持体にトナーとキャリアとを含む現像剤を
供給し、このように供給された現像剤をマグネット部材
の磁気力によって現像剤担持体に保持させ、この現像剤
担持体を移動させて現像剤を像担持体と対向する現像領
域に搬送し、この現像剤中におけるトナーを像担持体に
供給して現像を行なうにあたり、上記の現像剤に粒径が
小さく磁力の弱いキャリアを使用し、密でソフトな現像
剤の磁気ブラシを形成して現像を行なうようにした場合
においても、この現像剤中におけるキャリアが像担持体
に付着して形成される画像にキャリアかぶり等が発生す
るということがなく、良好なハーフトーンの画像が得ら
れるようにすることを課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明における画像形
成装置においては、上記のような課題を解決するため
に、潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向
する現像領域にトナーとキャリアとを含む現像剤を搬送
する現像剤担持体の内部に複数の磁極を有するマグネッ
ト部材が設けられた現像装置とを備え、上記の現像領域
において像担持体と現像剤担持体とが同方向に移動する
ようになった画像形成装置において、現像領域で像担持
体と対向する上記のマグネット部材における現像磁極と
逆極性の対向磁極を、この現像磁極より像担持体の移動
方向上流側における像担持体の内部に設けるようにした
のである。

【００１２】ここで、この発明における画像形成装置の
ように、内部に複数の磁極を有するマグネット部材が設
けられた現像剤担持体と像担持体とが対向する現像領域
において、この像担持体と現像剤担持体とが同方向に移
動するようにし、像担持体と対向する上記のマグネット
部材における現像磁極と逆極性の対向磁極を、像担持体
の移動方向上流側における像担持体の内部に設けると、
上記の現像磁極と像担持体の内部における対向磁極との
間において磁力線が集中し、このように磁力線の集中し
た現像領域の上流側の部分において、現像剤担持体から
像担持体に向かう現像剤の量が多くなり、この現像剤中
におけるトナーが像担持体に形成された潜像に十分に供
給されるようになる。

【００１３】一方、この現像領域の下流側の部分におい
ては、上記の現像磁極から像担持体に向かう磁力線が弱
まって、現像剤の磁気ブラシが現像剤担持体側に傾いた
状態となり、像担持体と現像剤担持体とが離れ始める時
点においては、この現像剤の磁気ブラシが、像担持体か
ら離れた状態になって像担持体へのキャリアの付着が抑
制され、形成される画像にキャリアかぶり等が発生する
ということが少なくなる。

【００１４】ここで、上記のように対向磁極を現像磁極
よりも像担持体の移動方向上流側における像担持体の内
部に設けるにあたって、この対向磁極の位置が上記の現
像磁極より離れすぎたり、近づきすぎたりすると、この
対向磁極による上記のような作用が得られなくなるた
め、例えば、筒状の像担持体の場合、この像担持体の回
転中心に対して、上記の対向磁極と現像磁極とのなす角
度が５〜１０゜の範囲になるようにすることが好まし
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態に係
る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明す
る。

【００１６】この実施形態における画像形成装置におい
ては、図１に示すように、円筒状になった像担持体１と
所要間隔Ｄｓを介して対向するようにして円筒状になっ
た現像剤担持体１１を現像装置１０に設けると共に、こ
の現像剤担持体１１の内周側に複数の磁極Ｎ1 ，Ｓ1 ，
・・・を有するマグネット部材１２を回転しないように
取り付け、このマグネット部材１２における現像磁極Ｎ
1 が像担持体１と対向するようにしている。

【００１７】一方、像担持体１においては、上記のマグ
ネット部材１２における現像磁極Ｎ1 より像担持体１の
移動方向上流側における像担持体１の内部に上記の現像
磁極Ｎ1 と逆極性の対向磁極Ｓを有する磁石２を設けて
いる。

【００１８】そして、上記の現像装置１０においては、
トナーとキャリアとを含む現像剤を上記の現像剤担持体
１１に供給し、この現像剤を上記のマグネット部材１２
の磁気力によってこの現像剤担持体１１に保持させ、こ
の現像剤担持体１１を像担持体１と逆方向に回転させ
て、現像剤担持体１１と像担持体１とが対向する現像領
域において現像剤担持体１１を像担持体１と同方向に移
動させるようにすると共に、上記のように供給された現
像剤をこの現像剤担持体１１によって像担持体１と対向
する現像領域に搬送させるようにしている。

【００１９】また、上記のように現像剤担持体１１によ
って像担持体１と対向する現像領域に搬送される現像剤
の量を規制部材１３によって規制すると共に、この現像
剤担持体１１に直流電源１４と交流電源１５とを接続さ
せ、この直流電源１４と交流電源１５とから現像剤担持
体１１に直流電圧と交流電圧とを印加し、現像剤担持体
１１と像担持体１とが対向する現像領域において直流電
界に交流電界が重畳された電界を作用させて現像を行な
うようにしている。

【００２０】次に、上記の実施形態における画像形成装
置を用いて画像形成を行なう具体的な実施例について説
明すると共に、比較例を挙げ、この実施例によると、現
像時に現像剤中におけるキャリアが像担持体１に付着す
るのが少なくなるということを明らかにする。

【００２１】ここで、この実施例においては、現像剤と
して、平均粒径が８μｍのトナーと平均粒径が３５μｍ
のバインダー型キャリアとをトナー濃度が１３重量％に
なるように混合させたものを用いると共に、外径が１０
０ｍｍになった円筒状の像担持体１と外径が３７ｍｍに
なった円筒状の現像剤担持体１１とを用い、この像担持
体１と現像剤担持体１１とが現像領域において対向する
間隔Ｄｓを０．３ｍｍにし、また上記のマグネット部材
１２における現像磁極Ｎ1 及び像担持体１の内部に設け
られた上記の磁石２における対向磁極Ｓの磁気力がそれ
ぞれ１０００ガウスになるようにした。

【００２２】そして、上記の像担持体１を３８０ｍｍ／
ｓｅｃの速度で回転させると共に、この像担持体１に対
する現像剤担持体１１の周速比を１．８倍にして、この
現像剤担持体１１を像担持体１と逆方向に回転させ、像
担持体１の初期表面電位Ｖｏを−４５０Ｖにすると共
に、露光された部分における電位Ｖｉが−１００Ｖにな
るようにし、また現像剤担持体１１によって現像領域に
搬送される現像剤の量を４．６ｍｇ／ｃｍ² にし、この
現像剤担持体１１に対して上記の直流電源１４から−３
５０Ｖの直流電圧を印加させると共に、交流電源１５か
らピーク・ピーク値Ｖｐｐが１．４ｋＶで周波数が３ｋ
Ｈｚの交流電圧を印加させて、現像剤担持体１１と像担
持体１とが対向する現像領域に直流電界に交流電界が重
畳された電界を作用させて現像を行なうようにした。

【００２３】ここで、像担持体１の内周側に設ける磁石
２の対向磁極Ｓの位置を変更させて１０００枚の現像を
行ない、それぞれの位置におけるキャリアの消費量（ｇ
／千枚）を求めて、その結果を図２に示した。なお、こ
の磁石２における対向磁極Ｓの位置を変更させるにあっ
ては、像担持体１の回転中心に対して、この対向磁極Ｓ
とマグネット部材１２の現像磁極Ｎ1 とがなす角度θを
変更させるようにし、この対向磁極Ｓが現像磁極Ｎ1 よ
りも像担持体１の移動方向上流側に位置する場合を＋、
下流側に位置する場合を−で示した。

【００２４】この結果、上記の角度θが０°〜＋１５゜
の間においては、像担持体１へのキャリアの付着が少な
く、キャリアの消費量が減少しており、特に、上記の角
度θが＋５°〜＋１０゜の範囲においてキャリアの消費
量ががかなり低減された。

【００２５】（比較例１）この比較例１においては、図
３に示すように、上記の実施形態１における画像形成装
置において、像担持体１の内部に対向磁極Ｓを有する磁
石２を設けないようにし、それ以外は、上記の実施例１
の場合と同様の条件で１０００枚の現像を行ない、この
ときのキャリアの消費量（ｇ／千枚）を求めるようにし
た。

【００２６】（比較例２）この比較例２においては、図
４に示すように、上記の実施形態１における画像形成装
置において、マグネット部材１２の現像磁極Ｎ1 よりも
像担持体１の移動方向上流側において、この像担持体１
の内部に現像磁極Ｎ1 と同極性の対向磁極Ｎを有する磁
石３を設け、この対向磁極Ｎの磁気力が上記の現像磁極
Ｎ1 と同じ１０００ガウスになるようにした。

【００２７】ここで、この比較例２においては、像担持
体１の回転中心に対してこの対向磁極Ｎとマグネット部
材１２の現像磁極Ｎ1 とがなす角度θを＋５゜に設定
し、それ以外は、上記の実施例１の場合と同様の条件で
１０００枚の現像を行ない、このときのキャリアの消費
量（ｇ／千枚）を求めるようにした。

【００２８】そして、上記の比較例１，２におけるキャ
リアの消費量（ｇ／千枚）と、上記の実施例において、
像担持体１の回転中心に対して上記の対向磁極Ｓとマグ
ネット部材１２の現像磁極Ｎ1 とがなす角度θを＋５°
と＋１０°にした場合におけるキャリアの消費量（ｇ／
千枚）とを下記の表１に合わせて示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】この結果、この発明の実施例のようにマグ
ネット部材１２の現像磁極Ｎ1 よりも像担持体１の移動
方向上流側において、この像担持体１の内部に現像磁極
Ｎ1と逆極性の対向磁極Ｓを有する磁石２を設けた場合
には、このような対向磁極Ｓを有する磁石２を設けなか
った比較例１のものや、現像磁極Ｎ1 と同極性の対向磁
極Ｎを有する磁石３を設けた比較例２のものに比べて、
キャリアの消費量が著しく少なくなっていた。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
画像形成装置においては、内部に複数の磁極を有するマ
グネット部材が設けられた現像剤担持体と像担持体とが
対向する現像領域において、この像担持体と現像剤担持
体とが同方向に移動するようにし、像担持体と対向する
上記のマグネット部材における現像磁極と逆極性の対向
磁極を、像担持体の移動方向上流側における像担持体の
内部に設けるようにしたため、現像領域の上流側の部分
では、現像剤担持体から像担持体に向かう現像剤の量が
多くなり、トナーが像担持体に形成された潜像に十分に
供給されるようになる一方、現像領域の下流側の部分で
は、現像磁極から像担持体に向かう磁力線が弱まり、像
担持体と現像剤担持体とが離れ始める時点においては、
現像剤の磁気ブラシが像担持体から離れた状態になって
像担持体へのキャリアの付着が抑制されるようになっ
た。

【００３２】この結果、この発明における画像形成装置
によると、現像剤に粒径が小さく磁力の弱いキャリアを
使用し、密でソフトな現像剤の磁気ブラシを形成して現
像を行なうようにした場合においても、この現像剤中に
おけるキャリアが像担持体に付着して形成される画像に
キャリアかぶり等が発生するということがなく、良好な
ハーフトーンの画像が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置によ
って現像を行なう状態を示した概略説明図である。

【図２】同実施形態の画像形成装置を使用した実施例に
おいて、像担持体の回転中心に対して像担持体の内部に
設けた磁石の対向磁極とマグネット部材の現像磁極とが
なす角度θと、キャリアの消費量との関係を示した図で
ある。

【図３】比較例１の画像形成装置において、現像を行な
う状態を示した概略説明図である。

【図４】比較例２の画像形成装置において、現像を行な
う状態を示した概略説明図である。

【符号の説明】

１ 像担持体 ２ 磁石 １０ 現像装置 １１ 現像剤担持体 １２ マグネット部材 Ｎ1 現像磁極 Ｓ 対向磁極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像が形成される像担持体と、この像担
   持体と対向する現像領域にトナーとキャリアとを含む現
   像剤を搬送する現像剤担持体の内部に複数の磁極を有す
   るマグネット部材が設けられた現像装置とを備え、上記
   の現像領域において像担持体と現像剤担持体とが同方向
   に移動するようになった画像形成装置において、現像領
   域で像担持体と対向する上記のマグネット部材における
   現像磁極と逆極性の対向磁極を、この現像磁極より像担
   持体の移動方向上流側における像担持体の内部に設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。