JPH11133747A

JPH11133747A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11133747A
Application number: JP9300532A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Suzuki; 圭一郎鈴木
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-21
Also published as: EP0913742A3; EP0913742A2; US6078768A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】現像スリーブ上に残る現像後の画像履歴を除
去し、ゴーストと呼ばれる現像処理後の画像欠陥を解消
することにより、高画質の画像を形成可能にするととも
に、現像剤劣化や、現像スリーブの擦傷痕発生を防止す
る現像装置を提供する。【解決手段】現像スリーブ１４１に対向して配設さ
れ、現像スリーブ１４１の表面近傍における磁界を外部
方向に向かって強め、現像スリーブ１４１上の現像剤を
現像スリーブ１４１から引き剥がすように吸引して捕集
する磁界発生部材１４８と、現像スリーブ１４１と磁界
発生部材１４８の近傍に回転可能に配設され、現像スリ
ーブ１４１から磁界発生部材１４８により吸引、搬送さ
れる現像剤が現像スリーブ１４１側に移動しないように
現像剤収容部１４０に搬送する現像剤搬送部材１４４
と、を有する現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備え
られた現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像方式には、通常の電
子写真複写機等に用いられる正規現像方式と、デジタル
プリンタやデジタル電子写真複写機等に用いられる反転
現像方式が知られている。反転現像方式は、一般にレー
ザ、ＬＥＤ等を光源として用い、帯電、露光により像担
持体（以下、感光体ドラムと称す）上に形成された潜像
を、感光体ドラムの帯電極性と同極性に帯電したトナー
により現像してトナー像とする方式である。例えば、感
光体ドラムの帯電極性が負の場合、トナーの極性も負で
あり、露光により生じた電位差を利用して現像し、感光
体ドラム上にトナー像を形成する方式である。現像処理
後に、コロナ放電等を用いる転写装置により転写材をト
ナーの極性と逆極性に帯電させ、感光体ドラム上のトナ
ー像を転写材により転写させる。その後、ＡＣコロナ放
電またはＤＣコロナ放電により転写材の電位を下げ、転
写材と感光体ドラムとの付着力を低減させたのち、感光
体ドラム表面から転写材を剥離し、次のプロセスに移行
する。

【０００３】従来の現像装置においては、回転する感光
体ドラムに近接して、回転する現像スリーブ（現像剤担
持体）が配置されている。該現像スリーブは中空円筒体
状に形成されて、前記感光体ドラムに対向する側に開口
部を有するハウジングに収納されている。該現像スリー
ブには、例えば−６５０Ｖの直流電圧に、２７００Ｖ、
８０００Ｈｚの交流電圧が重畳された現像バイアス電圧
が印加される。該現像スリーブは、その内部に固定磁石
を有し、現像スリーブの外周表面にはトナー粒子と磁性
粒子（キャリア）とを混合した二成分現像剤を担持して
いる。

【０００４】現像装置は、前記トナーとキャリアとから
成る二成分現像剤を収容する現像器ハウジング、内部に
固定の磁性体を有する磁界発生手段（マグネットロー
ル）を有する現像剤搬送手段である現像スリーブ（現像
ローラ）、現像剤供給ローラ（以下、供給ローラと称
す）、前記現像スリーブ上の現像剤層厚を所定量に規制
する現像剤層厚規制部材、現像剤攪拌スクリュー（以
下、攪拌スクリューと称す）から構成されている。前記
現像器ハウジングの上部に開口したトナー補給口部でト
ナーカートリッジから前記現像器ハウジング内に補給さ
れたトナーは、回転する前記攪拌スクリューにより前記
現像器ハウジング内に収容された現像剤と攪拌、混合さ
れて均一なトナー濃度になり、回転する前記供給ローラ
により前記現像スリーブの外周面上に供給される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この二成分現像剤を使
用した現像装置は、現像位置でトナーが像担持体上へ移
動するので、現像位置を過ぎた現像剤を現像スリーブ上
から一旦除去し、トナーと磁性キャリアを所定の割合に
攪拌した後再び現像スリーブ上に戻す必要がある。

【０００６】そこで、現像スリーブ上にスクレーパの一
端を当接させて現像剤を除去する技術が考えられた。

【０００７】上記技術は現像スリーブ上にスクレーパが
直に接触するので、現像スリーブは磨耗しない材料、例
えばステンレス鋼（ＳＵＳ）等にする必要がある。しか
し、ＳＵＳを使用すると加工等、コスト面で問題があっ
た。

【０００８】そこでコストの安価なアルミニウム合金等
を現像スリーブに使用し、磁性部材を現像スリーブに対
して非接触状態で配置し、現像スリーブ上から現像剤を
除去する技術が考えられた（特開昭６０−９１３７３
号、特開昭６２−１０５１７４号、特開平６−１９４９
６２号各公報等）。

【０００９】この技術は、現像スリーブ内の磁石により
磁性部材が誘導磁化され、現像スリーブと磁性部材の間
に磁気ブラシを形成し、現像スリーブ上の現像剤を塞ぎ
止め、現像スリーブ上から現像剤をはぎ取るという構造
である。

【００１０】確かに多少なりとも上記構造により現像剤
を剥ぎ取ることが考えられるが、現像スリーブ上で移動
してくる現像剤により上記磁気ブラシが圧迫され、磁気
ブラシを通過する現像剤もあり、多量の現像剤を剥ぎ取
ることは実際上困難である。

【００１１】また、誘導磁化された磁性部材の磁力は現
像スリーブ内の磁石の磁力より強くはないので、現像剤
を現像スリーブ上から剥ぎ取る方向に磁力は何ら発生し
ていない。さらに、現像スリーブ上から剥ぎ取られた現
像剤が、攪拌されずに再び現像スリーブ上に付着して、
像担持体に対向する現像領域に搬送され、現像不良を発
生する問題がある。

【００１２】上記理由により磁性部材を現像スリーブに
対して非接触状態で配置するだけでは十分な機能を果た
せず、特に現像スリーブ上に薄層の現像剤を形成し現像
する系では不十分であった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解決するためになされたものであり、本発明の目的
は、ゴーストの発生を防止し、高画質の画像を形成可能
にするとともに、現像剤劣化や、現像スリーブの擦傷痕
発生を防止する現像装置を提供することにある。

【００１４】上記目的を達成する本発明の現像装置は、
トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する現
像剤収容部と、前記二成分現像剤を担持し回転する現像
スリーブと、前記現像スリーブ内部に固定配置され前記
現像スリーブの回転方向に沿って複数の磁極を有する磁
界発生手段と、前記現像スリーブ上に担持された現像剤
の層厚を規制する現像剤層厚規制手段と、を有する現像
装置であって、前記現像スリーブに対向して配設され、
前記現像スリーブの表面近傍における磁界を外部方向に
向かって強め、前記現像スリーブ上の現像剤を前記現像
スリーブから引き剥がすように吸引して捕集する磁界発
生部材と、前記現像スリーブと磁界発生部材の近傍に回
転可能に配設され、前記現像スリーブから前記磁界発生
部材により吸引、搬送される現像剤が現像スリーブ側に
移動しないように前記現像剤収容部に搬送する現像剤搬
送部材と、を有することを特徴とするものである（請求
項１）。

【００１５】また、本発明の現像装置は、トナーと磁性
キャリアを含む二成分現像剤を担持し回転する現像スリ
ーブと、前記現像スリーブ内部に固定配置され前記現像
スリーブの回転方向に沿って複数の磁極を有する磁界発
生手段と、前記現像スリーブ上に担持された現像剤の層
厚を規制する現像剤層厚規制手段と、を有する現像装置
であって、前記現像スリーブの回転方向下流側ほど前記
現像スリーブ上から現像剤が離れる方向に磁界を強く
し、前記現像スリーブ上から現像剤を引き剥がす磁界発
生部材と、前記現像スリーブ上より前記磁界発生手段側
に引き剥がした現像剤を前記現像スリーブ側に移動しな
いように搬送する現像剤搬送部材と、を有することを特
徴とするものである（請求項２）。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、本発明の現像装置を複数組搭載した画像形成装置
の一例であるカラープリンタの構成とその作用を図１の
断面構成図によって説明する。

【００１７】このカラープリンタは、像担持体上に順次
形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部で
記録紙上に１回で転写してカラー画像を形成し、その
後、分離手段により像担持体面から記録紙を剥離する方
式のカラー画像形成装置である。

【００１８】図１において、１０は像担持体である感光
体ドラムで、ＯＰＣ感光体（有機感光体）をドラム基体
上に塗布形成したもので、接地されて図示の時計方向に
駆動回転される。１１はスコロトロン帯電器で、感光体
ドラム１０周面に対し高電位Ｖ_Hの一様な帯電をグリッ
ド電位Ｖ_Gに電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイ
ヤによるコロナ放電によって与えられる。このスコロト
ロン帯電器１１による帯電に先だって、前プリントまで
の感光体ドラムの履歴をなくすために発光ダイオード等
を用いた帯電前除電器（ＰＣＬ）１２による露光を行っ
て感光体ドラム周面の除電をしておく。上記の感光体ド
ラムの履歴とは、先行した画像形成時の帯電、画像露光
で作像した感光体上に残留した画像パターンをいい、感
光体メモリーとも称す。

【００１９】感光体ドラム１０への一様帯電ののち、像
露光手段１３により画像信号に基づいた像露光が行われ
る。像露光手段１３は図示しないレーザーダイオードを
発光光源とし回転するポリゴンミラー、ｆθレンズ、シ
リンドリカルレンズを経て反射ミラーにより光路を曲げ
られ主走査がなされるもので、感光体ドラム１０の回転
（副走査）によって潜像が形成される。本実施の形態で
は文字部に対して露光を行い、露光部電位Ｖ_Lの方が帯
電電位Ｖ_Hよりも低電位となるような反転潜像を形成す
る。

【００２０】感光体ドラム１０の周縁には、イエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒色（Ｋ）等
のトナーとキャリアとから成る二成分現像剤をそれぞれ
内蔵した現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋから成
る現像装置１４が設けられている。

【００２１】先ず１色目のイエローの現像が、マグネッ
トロール１４２を内蔵し現像剤を保持して回転する現像
スリーブ１４１によって行われる。現像剤はマグネタイ
トをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティング
したキャリアと、ポリエステルを主材料として色に応じ
た顔料と荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたト
ナーとからなるもので、現像剤は後述する現像剤層厚規
制部材１４３によって現像スリーブ１４１上に１００〜
６００μｍの現像剤層厚に規制されて現像領域へと搬送
される。

【００２２】現像領域における現像スリーブ１４１と感
光体ドラム１０との間隙は現像剤層厚よりも大きい０．
５〜１．０ｍｍとして、この間にＡＣバイアスＶ_ACとＤ
ＣバイアスＶ_DCが重畳して印加される。ＤＣバイアスＶ
_DCと感光体帯電電位Ｖ_H、トナーの帯電は同極性である
ため、ＡＣバイアスＶ_ACによってキャリアから離脱する
きっかけを与えられたトナーは、正帯電時にはＤＣバイ
アスＶ_DCより電位の高い感光体帯電電位Ｖ_Hの部分には
付着せず、ＤＣバイアスＶ_DCより電位の低い露光部電位
Ｖ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００２３】１色目の顕像化が終った後、２色目のマゼ
ンタの画像形成行程に入り、再びスコロトロン帯電器１
１による一様帯電が行われ、２色目の画像データによる
潜像が像露光手段１３によって形成される。このとき１
色目の画像形成行程で行われたＰＣＬ１２による除電
は、１色目の画像部に付着したトナーがまわりの電位の
急激な低下により飛び散るため行わない。

【００２４】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
感光体帯電電位Ｖ_Hに帯電された感光体のうち、１色目
の画像のない部分に対しては１色目と同様の潜像がつく
られ現像が行われるが、１色目の画像がある部分に対し
再び現像を行う部分では、１色目の付着したトナーによ
り遮光とトナー自身のもつ電荷の影響によって、１色目
の露光部電位Ｖ_Lよりも若干高い電位Ｖ_Mの潜像が形成さ
れ、ＤＣバイアスＶ_DCと電位Ｖ_Mの電位差に応じた現像
が行われる。

【００２５】３色目のシアン、４色目の黒色についても
２色目のマゼンタと同様の画像形成行程が行われ、感光
体ドラム１０周面上には４色の顕像が形成される。

【００２６】上記各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１
４Ｋに新規の各色トナーを制御して補給するトナー供給
装置は、着脱可能な複数のトナーカートリッジ１５
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、トナー貯蔵手段１６（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）、トナー搬送手段１６１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）か
ら構成されている。

【００２７】一方、給紙カセット２０より半月ローラ２
１を介して搬出された一枚の転写材（転写紙等）Ｐは、
中間給紙ローラ対２２Ａ，２２Ｂを経て、レジストセン
サ位置近傍で一旦停止し、転写のタイミングの整った時
点で、給紙部のレジストローラ対２３の回転作動により
転写域へと給紙される。

【００２８】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム１０の周面にトナー像を転写するため
の電圧を印加する転写ローラ等の転写手段１７が圧接さ
れ、給紙された転写材Ｐを挟着して多色像が一括して転
写される。

【００２９】次いで、転写材Ｐは鋸歯電極等の分離手段
１８によって除電され、感光体ドラム１０の周面より分
離して定着装置２４に搬送され、熱ローラ（上ローラ）
２４１と圧着ローラ（下ローラ）２４２の加熱、加圧に
よってトナーを溶着したのち、排紙ローラ２５Ａ，２５
Ｂ，２５Ｃを経て装置外部の排紙トレイ２６上に排出さ
れる。なお、転写手段１７は転写材Ｐの通過後、感光体
ドラム１０の周面より退避離間して、次なるトナー像の
形成に備える。

【００３０】一方、転写材Ｐを分離した感光体ドラム１
０は、クリーニング装置１９のブレード１９１の圧接に
より残留トナーを除去・清掃され、再びＰＣＬ１２によ
る除電とスコロトロン帯電器１１による帯電を受けて次
なる画像形成のプロセスに入る。なお、ブレード１９１
は感光体ドラム面のクリーニング後、直ちに移動して感
光体ドラム１０の周面より退避する。ブレード１９１に
よってクリーニング装置１９内に掻き落された廃棄トナ
ーは、スクリュー１９２により排出されたのち、図示し
ない廃トナー回収容器内へ貯留される。

【００３１】図２は本発明による複数組の現像器１４
Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋから成る現像装置１４の断
面図である。これらの現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，
１４Ｋは、各現像スリーブ１４１が前記感光体ドラム１
０の感光面に対向して、上下方向に平行配置されてい
る。これら複数組の現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１
４Ｋは、ほぼ同一構造をなすから、以下、現像器１４Ｙ
を代表して、現像装置１４と称して説明する。

【００３２】図３は本発明の現像装置１４の断面図、図
４は現像スリーブ１４１と周辺部材との配置関係を示す
部分拡大断面図である。

【００３３】これらの図において、１４０はトナーとキ
ャリアとから成る二成分現像剤を収容する現像器ハウジ
ング（現像剤収容部）、１４１は内部に固定の磁石を有
する磁界発生手段（マグネットロール）１４２を有する
現像剤担持体である現像スリーブ、１４３は現像スリー
ブ１４１上の現像剤層厚を所定量に規制する現像剤層厚
規制部材である。

【００３４】現像スリーブ１４１内には、複数個の磁極
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２が交互に配置されたマグ
ネットロール１４２が固設されている。これらの複数個
の磁極のうち、互いに隣接する任意の２つの磁極Ｎ２と
磁極Ｎ３は同極性に配置され、この隣接する同極性の磁
極（剥ぎ取り磁極）Ｎ２，Ｎ３により反発磁界が形成さ
れ、現像スリーブ１４１上の現像剤を剥ぎ取る剥ぎ取り
磁極部分が形成されている。磁極Ｎ３は現像剤層厚規制
部材１４３に対向する。なお、Ｅ１はＡＣ電源、Ｅ２は
ＤＣ電源である。

【００３５】現像スリーブ１４１の外径は、φ８ｍｍ以
上、φ６０ｍｍ以下が望ましい。外径が、φ８ｍｍ以下
であると、画像形成に必要な磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ
２，Ｎ３から成る少なくとも５極の磁極を有するマグネ
ットロール１４２を形成することが不可能である。

【００３６】また、現像スリーブ１４１の外径がφ６０
ｍｍ以上であると、現像装置が大型化する。特に、複数
組の現像装置（例えば１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）現像器）
を有するカラープリンタ（図１参照）においては、現像
装置１４が大型化すると、感光体ドラム１０の外径が増
大化する。また、転写材への転写、除電後に、曲率分離
を行うことが困難になる。さらに、現像装置１４と感光
体ドラム１０の大型化により画像形成装置が大型化にな
ってしまう。

【００３７】なお、本発明に係わる画像形成装置には、
ＫｏｎｉｃａＫＬ−２０１０カラープリンタ（コニカ
（株）製）改造機を使用し、現像スリーブ１４１の外径
はφ１８ｍｍ、感光体ドラム１０の外径はφ１００ｍｍ
である。

【００３８】現像剤層厚規制部材１４３は、磁性を有す
るステンレス鋼、鉄鋼材等の磁性部材から成り、現像ス
リーブ１４１に対向する面は、最小間隙部が微小な所定
間隙Ａ（例えばＡ＝０．３５ｍｍ）に設定され、磁極Ｎ
３に対向している。この最小間隙部より現像スリーブ１
４１の回転方向の上流側では、間隙が次第に広がり、楔
形状の空間を形成している。

【００３９】１４４は複数の羽根部１４４Ａを有するパ
ドル形状の現像剤供給ローラ（パドルホイールと称す）
であり、現像スリーブ１４１に現像剤を搬送するととも
に、現像処理後の現像剤を現像スリーブ１４１面から攪
拌スクリュー１４６に搬送する。パドルホイール１４４
の羽根部１４４Ａの先端部の回転軌跡と、現像スリーブ
１４１の外周面との間隙Ｂは、微小な所定間隙（例えば
Ｂ＝０．５ｍｍ）に設定されている。

【００４０】１４５，１４６は攪拌スクリュー（現像剤
攪拌スクリュー）である。なお、図示の矢印は各ローラ
の回転方向を示し、二重矢印は現像剤の搬送方向を示
す。攪拌スクリュー１４５と攪拌スクリュー１４６と
は、現像器ハウジング１４０の底部から直立した仕切り
壁１４０ａを挟んで両側に形成された第１の攪拌室１４
０ｂ及び第２の攪拌室１４０ｃ内にそれぞれ平行に配置
され、互いに逆方向に駆動回転される。第１の攪拌室１
４０ｂ及び第２の攪拌室１４０ｃの上部は、天板１４０
Ａにより閉蓋されている。

【００４１】トナーカートリッジ１５からトナー貯蔵手
段１６、トナー搬送手段１６１を経て補給されたトナー
は、天板１４０Ａに穿設されたトナー補給口部（図示せ
ず）から第１の攪拌室１４０ｂ内に投入、補給される。

【００４２】図５はマグネットロール１４２の磁力分布
を示す。マグネットロール１４２の外周を包囲する非磁
性の現像スリーブ１４１を矢印方向に回転させると、磁
極Ｎ２，Ｎ３による反発磁界により、磁極Ｎ３の近傍か
ら回転方向上流側に、磁極Ｎ２の近傍にわたって、現像
スリーブ１４１上に現像剤が剥ぎ取られて、ほぼ付着し
ていない部分が発生することが実測された。しかしなが
ら、磁極Ｎ２，Ｎ３による剥ぎ取り極の反発磁界だけで
は、現像スリーブ１４１上の現像剤を完全に剥ぎ取るこ
とは不可能である。

【００４３】本発明の現像装置は、前記剥ぎ取り磁極Ｎ
２，Ｎ３による反発磁界の上流側で、現像スリーブ１４
１に近接する磁極Ｎ２寄りの所定位置に、磁極Ｎ２，Ｎ
３と異なる磁性の磁界を形成する磁界発生部材１４８を
設置した。即ち、磁界発生部材１４８のＳ極は、磁極Ｎ
２の近傍に対向して配置され、吸引磁界を形成する。１
４７は磁界発生部材１４８を保持して、現像器ハウジン
グ１４０の上部を閉蓋する天板１４０Ａの内側の所定位
置に固定するとともに、現像スリーブ１４１上の現像処
理後の現像剤をパドルホイール１４４に搬送する磁性部
材である。磁性部材１４７は、磁性を有するステンレス
鋼（ＳＵＳ４３０等）や鉄鋼部材により形成され、現像
スリーブ１４１に対向する現像剤案内面１４７Ａと、天
板１４０Ａに固定される取り付け部１４７Ｂと、折り曲
げ部１４７Ｃとから成り、折り曲げ部１４７Ｃで屈折さ
れたＶ字形状をなす。折り曲げ部１４７Ｃでの折り曲げ
傾斜角（磁性体取付角）θは、例えばθ＝３５°に設定
されている。

【００４４】磁性部材１４７の現像スリーブ１４１に対
向する側の面は、現像剤搬送方向で最小間隙部が所定間
隙Ｃ（例えばＣ＝３ｍｍ）に設定され、磁極Ｎ２の近傍
に対向している。この所定間隙Ｃより現像スリーブ１４
１の回転方向の下流側では、間隙が次第に広がり、楔形
状の空間を形成している。現像剤案内面１４７Ａの先端
部は、前記パドルホイール１４４の羽根部１４４Ａの先
端部の回転軌跡に近接し、所定の間隙Ｄ（例えばＤ≒２
ｍｍ）に設定されている。

【００４５】磁性部材１４７の現像剤案内面１４７Ａの
背面部には、磁界発生部材１４８が両面粘着テープによ
って固着されている。磁界発生部材１４８は、永久磁石
等で形成される。磁界発生部材１４８は、図２、図３に
示すように、現像剤案内面１４７Ａの上流側、即ち、磁
性部材１４７の折り曲げ部近傍には存在しないから、磁
界発生部材１４８による磁界の強さは上流側では弱くな
っている。したがって、現像スリーブ１４１上の現像処
理後の現像剤は、下流側の弱い磁界部分で現像剤の吸引
がなく、磁界発生部材１４８のある現像剤案内面１４７
Ａに沿って搬送されるから、取り付け部１４７Ｂ付近で
の現像剤の滞留による現像剤搬送不良を発生することは
ない。

【００４６】磁界発生部材１４８として、ＴＤＫ（株）
製のフェライト系ラバーマグネットＢＱＣ１４を使用し
て優れた効果が得られた。ＢＱＣ１４はストロンチュー
ムフェライト粉末を、ＮＢＲゴムに混練したもので、そ
の材質特性を以下に示す。

【００４７】残留磁束密度（Ｂｒ）：２３０〜２５０〔ｍＴ〕保持力：Ｈ_cB １６３〜１９５〔ｋＡ／ｍ〕固有保持力：Ｈ_cJ ２７９〜３５８〔ｋＡ／ｍ〕最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ：１０．３〜１１．９
〔ｋＪ／ｍ³〕なお、上記のフェライト系ラバーマグネットＢＱＣ１４
以外のフェライト系ラバー（ＢＱＪ０５、ＢＱＡ１４、
ＢＱＥ１４、ＢＱＫ１２）や、ネオジム・鉄・ボロン系
希土類コバルトマグネット（ＮＥＯＲＥＣマグネットシ
リーズ）や、希土類コバルトマグネット（ＲＥＣマグネ
ットシリーズ）や、フェライトマグネット湿式異方性材
質系（ＦＢシリーズ）等の複合マグネット（磁性体）で
もほぼ同等の効果が得られる。なお、上記の各種磁性体
材料は、何れもＴＤＫ（株）製であるが、所要の残留磁
束密度、保持力、最大エネルギー積を有する磁性体であ
れば、上記材料に限定されるものではない。

【００４８】図６（ａ）は、現像スリーブ１４１、マグ
ネットロール１４２、磁性部材１４７、磁界発生部材１
４８の配置を示す斜視図、図６（ｂ）は、拡大断面図で
ある。

【００４９】フェライト系ラバーＢＱＣ１４から成る磁
界発生部材１４８の諸元を以下に示す。

【００５０】厚さａ（磁極Ｎ，Ｓ間の長さ）＝１ｍｍ高さｂ＝４ｍｍ幅ｃ（現像スリーブ１４１の軸方向に平行する長さ）＝
３００ｍｍ駆動回転する攪拌スクリュー１４５，１４６により攪拌
されたトナーとキャリアとから成る二成分現像剤は、図
示の時計方向に回転するパドルホイール１４４の羽根部
１４４Ａにより搬送されて、現像剤層厚規制部材１４３
の傾斜面と現像スリーブ１４１の外周面とが対向する間
隙部に送り込まれる。二成分現像剤は、この間隙部近傍
おいてマグネットロール１４２の磁力により現像スリー
ブ１４１上に吸着され、更に最小間隙Ａにより、現像ス
リーブ１４１上に１００〜６００μｍの現像剤層厚に規
制されて、現像スリーブ１４１と感光体ドラム１０が対
向する現像領域に搬送される。

【００５１】現像領域において現像処理された後に、現
像スリーブ１４１上に吸着されて搬送される現像剤は、
磁性部材１４７と現像スリーブ１４１との最小の間隙Ｃ
を通過する。現像スリーブ１４１の回転方向上流側の磁
界発生部材１４８の存在しない磁極Ｎ２の近傍では、現
像剤への吸引力が少ないが、現像スリーブ１４１の回転
方向下流側に行くにしたがって、磁界発生部材１４８の
直下付近で磁界の強さが増す。

【００５２】現像スリーブ１４１と磁性部材１４７との
間隙Ｃを有する空間では、剥ぎ取り磁極Ｎ２，Ｎ３によ
り、現像剤が現像スリーブ１４１上から引き剥がされ、
磁界発生部材１４８により吸引され、現像スリープ１４
１側に移動しないようにして、パドルホイール１４４の
上方に搬送する。

【００５３】現像剤は、現像スリーブ１４１の回転方向
下流側に現像剤が移動するにしたがって現像スリーブ１
４１上より磁界発生部材１４８側に引き寄せられるの
で、現像スリーブ１４１上から現像剤を引き剥がすこと
が可能になる。よって、十分な現像剤を現像剤スリーブ
１４１上から除去することが可能であり、現像スリーブ
１４１上に薄層の現像剤を形成し現像する系でも十分に
機能を果たす事が出来る。

【００５４】現像剤は現像スリーブ１４１と磁性部材１
４７との間隙Ｃを通過し、現像剤案内面１４７Ａの下方
に搬送され、磁界発生部材１４８のＳ極と、マグネット
ロール１４２の磁極Ｎ２とによる吸引磁界により、現像
スリーブ１４１上から剥ぎ取られた現像剤は、磁性部材
１４７の現像剤案内面１４７Ａ上に吸引されながら現像
剤案内面１４７Ａ上に沿って斜め下方に移動し、現像剤
案内面１４７Ａの末端部の間隙Ｄ付近で落下し、回転す
るパドルホイール１４４上に搬送される。

【００５５】回転するパドルホイール１４４の羽根部１
４４Ａは、現像スリーブ１４１上から剥ぎ取られた現像
剤を保持しながら搬送し、回転する攪拌スクリュー１４
６に現像剤を搬送、還流する。現像剤案内面１４７Ａの
先端部は、パドルホイール１４４の羽根部１４４Ａの回
転軌跡のほぼ真上に間隙Ｄを保って近接配置されてい
る。

【００５６】パドルホイール１４４の羽根部１４４Ａの
先端部と、現像スリーブ１４１の外周面との間隙Ｂは微
小であり、かつ、パドルホイール１４４の羽根部１４４
Ａは現像スリーブ１４１上から剥ぎ取られた現像剤を間
隙Ｂで掻き上げる方向に回転するから、現像剤は殆ど間
隙Ｂを通過せず、現像剤案内面１４７Ａから落下した現
像剤のほぼ全量が、パドルホイール１４４の羽根部１４
４Ａに捕捉されて攪拌スクリュー１４６側に搬送され
る。

【００５７】図７は像担持体として、中間転写ドラム６
０を使用したカラー画像形成装置の断面構成図である。
この中間転写ドラム６０を使用した場合には、回動する
感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を現像スリー
ブ１４１と、剥ぎ取り磁極を有するマグネットロール１
４２と、磁性体１４８とを備えた現像器１４Ｙにより現
像してＹ色トナー像を形成し、このＹ色トナー像を感光
体ドラム１０から中間転写ドラム６０に転写し、同様に
して、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を現像
器１４Ｍにより現像してＭ色トナー像を形成し、このＭ
色トナー像を感光体ドラム１０から中間転写ドラム６０
に転写し、以下同様にして、Ｃ色トナー像及びＫ色トナ
ー像を感光体ドラム１０から中間転写ドラム６０に順次
転写する。更に、中間転写ドラム６０と転写ローラ１７
とが接する転写部において、多色トナー像（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）を転写材Ｐに一括して静電転写したのち、分離
手段１８により分離して、定着装置２４により画像を定
着する。

【００５８】図８は、本発明の現像装置を適用したカラ
ー画像形成装置のさらに他の実施の形態を示す断面構成
図である。

【００５９】なお、図面に使用されている符号につい
て、図１と同じ機能を有する部分には、同符号を付して
いる。また、前記の実施の形態と異なる点を説明する。

【００６０】このカラー画像形成装置は、図１と同様
に、像担持体１０の周囲に、帯電手段１１（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）、外部露光型の像露光手段１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）、現像手段１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とから成る画像
形成ユニットを複数組（図示４組）配設したものであ
る。但し、像担持体として可撓性の無端ベルト状の感光
体（以下、ベルト感光体と称す）１００を、像露光手段
１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としてレーザビーム走査光学装
置を使用したものである。

【００６１】ベルト感光体１００は、駆動ローラ１０１
及び回動ローラ１０２，１０３に張架され、テンション
ローラ１０４の作用により緊張状態にされ、内周面に設
けられたバックアップ部材１０５により局部的に当接し
ながら、図示の時計方向に回動する。バックアップ部材
４０は、現像スリーブ１４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像
領域及び像露光手段１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の結像位置
を位置決めしている。

【００６２】張架されたベルト感光体１００の外周側面
には、４組の帯電手段１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、像露光
手段１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、現像手段１４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）から成る像形成手段が設けられている。

【００６３】画像記録のスタートにより、駆動モータが
回動して駆動ローラ１０１を介してベルト感光体１００
は図示の時計方向へと回動し、スコロトロン帯電器１１
（Ｙ）の帯電作用によりベルト感光体１００への電位の
付与が開始される。ベルト感光体１００は電位を付与さ
れたあと、像露光手段１３Ｙにおいて第１の色信号すな
わちイエローＹの画像信号に対応する電気信号による露
光が開始され、ベルトの回転（副走査）によってその表
面の感光層に現像画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応す
る静電潜像を形成する。この潜像は現像器１４Ｙにより
現像スリーブ１４１Ｙ上に付着搬送された現像剤が非接
触の状態で反転現像され、ベルト感光体１００の回転に
応じてイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００６４】次いでベルト感光体１００はイエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらにスコロトロン帯電器１１
Ｍの帯電作用により電位が付与され、像露光手段１３Ｍ
の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対
応する電気信号による露光が行われ、現像器１４Ｍによ
る非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のト
ナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて
形成される。

【００６５】同様のプロセスによりスコロトロン帯電器
１１Ｃ、像露光手段１３Ｃ及び現像器１４Ｃによってさ
らに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、またスコロトロン帯電器１１Ｋ、像露光手段１３Ｋ
及び現像器１４Ｋによって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、ベルト
感光体１００の一回転以内にその周面上にカラーのトナ
ー像が形成される。

【００６６】現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ及び１４Ｋ
による現像作用に際しては、それぞれ現像スリーブ１４
１Ｙ，１４１Ｍ，１４１Ｃ及び１４１Ｋに対し直流ある
いは更に交流を加えた現像バイアスが印加され、現像ス
リーブ１４１上に付着した一成分或いは二成分現像剤に
よる非接触現像が行われて、導電層を接地したベルト感
光体１００に対してベルト感光体１００の帯電と同極性
の直流バイアスが印加された現像スリーブ１４１から感
光体上の露光部にトナーを付着させる非接触の反転現像
が行われる。

【００６７】かくして、ベルト感光体１００の周面上に
形成されたカラーのトナー像はスコロトロン帯電器１１
Ｆによって付着トナーの電位が揃えられたのち転写前露
光器によって除電が行われ、転写部において、給紙装置
である給紙カセット２０（Ａ），２０（Ｂ）或いは手差
し部から送り出され、レジストローラ対２３へと搬送さ
れ、レジストローラ対２３の駆動によってベルト感光体
１００上のトナー像領域と同期して給紙される転写紙上
に、ベルト感光体１００の駆動用の駆動ローラ１０１の
下部に対向して配置された転写ローラ１７により転写さ
れる。

【００６８】トナー像の転写を受けた転写紙は、駆動ロ
ーラ１０１の曲率に沿ったベルト感光体１００周面より
分離されたのち、定着装置２４へ搬送され、定着装置２
４において加熱・圧着されてトナーが転写紙上に溶着・
定着されて定着装置２４より排出され、排紙ローラ対２
５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃにより搬送されて、上部に設けら
れた排紙トレイ２６に転写紙上のトナー像面を下面にし
て排出される。

【００６９】一方、転写紙を分離したベルト感光体１０
０はクリーニング装置１９においてクリーニングブレー
ド１９１によってベルト感光体１００面の摺擦がなさ
れ、残留トナーの除去・清掃がなされて、次の原稿画像
のトナー像の形成を続行するか、もしくは一旦停止して
待機する。なお次の原稿画像のトナー像の形成が続いて
行われるときは、帯電前除電器１２によるベルト感光体
１００の感光体面への露光が行われて前歴の除去がなさ
れる。

【００７０】上記の現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各
現像スリーブ１４１も、図２に示すような複数個の磁極
Ｓ１，Ｓ２，Ｎ１，ＮＥ，Ｎ３を有し、これらの複数個
の磁極のうち互いに隣接する同極性の磁極により反発磁
界を形成して、現像スリーブ１４１上の現像剤を剥ぎ取
る剥ぎ取り磁極Ｎ２，Ｎ３の近傍に非接触状態で磁性体
１４８を設け、剥ぎ取り磁極Ｎ２，Ｎ３と異なる極性の
吸引磁界を形成することにより、現像スリーブ１４１上
の現像剤を剥ぎ取り、現像スリーブ１４１上の画像履歴
を消去する。剥ぎ取られた現像剤は、パドルホイール１
４４を経由して攪拌スクリュー１４６に搬送される。

【００７１】なお、本発明の現像装置は、複数の現像器
を備えたカラー画像形成装置に限定されず、現像装置１
個のモノクロ画像形成装置にも適用可能である。

【００７２】

【発明の効果】本発明は、現像装置の現像スリーブから
現像剤を剥ぎ取る剥ぎ取り極に異なる極性の磁性体を非
接触状態で向かい合うように設けて外部方向に向かって
強い吸引磁界を形成することで、ゴーストレベルが飛躍
的に改善された。この磁性体による磁性スクレーパ技術
は、現像スリーブに非接触な状態で設けられているた
め、従来技術のスクレーパ当接による現像スリーブとス
クレーパ間を現像剤が擦り抜けたり、掻き取られる時に
生じる現像剤劣化や、現像スリーブの損傷も改善され
た。また、本発明の画像形成装置は、連続多数枚プリン
トしても、帯電量が低下することはなく、画像濃度が低
下することもない。

【００７３】さらに、本発明は、現像スリーブから現像
剤を剥ぎ取り吸引して搬送する磁極磁界発生体が現像ス
リーブに非接触であるため、現像スリーブの外周を形成
する基体を、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からアルミニウム
合金に置き換えることが可能となるから、製造コストの
低減と軽量化に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像器を複数組搭載したカラープリン
タの断面構成図。

【図２】本発明による複数組の現像器から成る現像装置
の断面図。

【図３】本発明の現像装置の断面図。

【図４】現像スリーブと周辺部材との配置関係を示す拡
大断面図。

【図５】マグネットロールの磁力分布を示す図。

【図６】現像スリーブ、マグネットロール、磁性部材、
磁界発生体の配置を示す斜視図及び拡大断面図。

【図７】本発明の現像装置を適用した中間転写ドラムを
有するカラー画像形成装置の断面構成図。

【図８】本発明の現像装置を適用したカラー画像形成装
置のさらに他の実施の形態を示す断面構成図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム（像担持体）１００ベルト感光体（像担持体）１４現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ現像器１４０現像器ハウジング（現像剤収容部）１４１現像スリーブ（現像剤担持体）１４２磁界発生手段（マグネットロール、固定磁石）１４３現像剤層厚規制部材１４４現像剤搬送ローラ（現像剤供給部材、パドルホ
イール）１４４Ａ羽根部１４５，１４６現像剤攪拌スクリュー（攪拌スクリュ
ー）１４７磁性部材（案内部材）１４７Ａ現像剤案内面１４８磁界発生部材（磁性体）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間隙Ｎ２，Ｎ３剥ぎ取り磁極（磁極） θ 磁性体取付角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーと磁性キャリアを含む二成分現像
剤を収容する現像剤収容部と、前記二成分現像剤を担持
し回転する現像スリーブと、前記現像スリーブ内部に固
定配置され前記現像スリーブの回転方向に沿って複数の
磁極を有する磁界発生手段と、前記現像スリーブ上に担
持された現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制手段
と、を有する現像装置であって、前記現像スリーブに対
向して配設され、前記現像スリーブの表面近傍における
磁界を外部方向に向かって強め、前記現像スリーブ上の
現像剤を前記現像スリーブから引き剥がすように吸引し
て捕集する磁界発生部材と、前記現像スリーブと磁界発
生部材の近傍に回転可能に配設され、前記現像スリーブ
から前記磁界発生部材により吸引、搬送される現像剤が
現像スリーブ側に移動しないように前記現像剤収容部に
搬送する現像剤搬送部材と、を有することを特徴とする
現像装置。
【請求項２】トナーと磁性キャリアを含む二成分現像
剤を担持し回転する現像スリーブと、前記現像スリーブ
内部に固定配置され前記現像スリーブの回転方向に沿っ
て複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記現像スリー
ブ上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規
制手段と、を有する現像装置であって、前記現像スリー
ブの回転方向下流側ほど前記現像スリーブ上から現像剤
が離れる方向に磁界を強くし、前記現像スリーブ上から
現像剤を引き剥がす磁界発生部材と、前記現像スリーブ
上より前記磁界発生手段側に引き剥がした現像剤を前記
現像スリーブ側に移動しないように搬送する現像剤搬送
部材と、を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】前記磁界発生手段には同極性の第１の磁
石と第２の磁石が隣接して設けられて反発磁界を形成
し、前記磁界発生部材は前記現像スリーブの回転方向上
流側に位置する前記第１の磁石に近接して設けられてい
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】前記磁界発生部材は前記現像スリーブに
対向する側に平面を有し、前記現像スリーブ下流側ほど
前記現像スリーブ面と前記平面の距離が離れていること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装
置。
【請求項５】前記磁界発生部材は、磁石を固着した磁
性部材であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１
項に記載の現像装置。
【請求項６】前記磁性部材は板状であり、一箇所折り
曲げられた構造であることを特徴とする請求項５に記載
の現像装置。
【請求項７】前記現像剤搬送部材は、前記現像装置内
の現像剤を前記現像スリーブに供給する現像剤供給部材
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装
置。
【請求項８】前記現像剤案内部材は前記現像装置内の
現像剤を攪拌して現像スリーブに供給する現像剤供給ロ
ーラであることを特徴とする請求項６に記載の現像装
置。