JPH11161008A

JPH11161008A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11161008A
Application number: JP9326112A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Suzuki; 圭一郎鈴木; Hisahiro Saito; 久弘斉藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】磁性体から成る現像剤規制部材を現像剤担持
体と所定の間隙を保持して対向配置し、現像剤担持体上
の現像剤の現像剤搬送量を現像域に搬送するとき、現像
剤担持体上の現像剤搬送量を一定に保って現像域に搬送
して、現像性を向上し、高画質な画像を得る現像装置を
提供する。【解決手段】平均粒径３０〜８０μｍ、平均磁化１０
〜４０ｅｍｇ／ｇである磁性キャリアとトナーとから構
成される二成分現像剤を担持して回転可能な現像剤担持
体１４１と、現像剤担持体１４１内に設置された複数の
磁極から成る固定磁石１４２と、現像剤担持体１４１に
近接し前記二成分現像剤の搬送量を規制する現像剤規制
部材１４３と、を有する現像装置において、現像剤規制
部材１４３は、磁性材料から形成され、複数の磁極のう
ち、反発磁界を形成する一対の磁極Ｎ２，Ｎ３のうち一
方の磁極Ｎ３と対向して配置され、現像剤規制部材１４
３と現像剤担持体１４１との間隙を０．５ｍｍ以下に設
定した現像装置。

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】上記の現像装置は、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、現像剤撹拌スクリュー
（以下、撹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、回転する前記撹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撹拌、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】従来よりよく知られて
いる現像装置は、現像剤担持体上に担持される現像剤の
量を規制する現像剤規制部材が設置され、適量の現像剤
により現像を行っている。この現像剤規制部材は多種の
ものがあるが、鋼材等の磁性体を現像剤担持体に対して
所定距離離して設置し、磁性体と現像剤担持体内部の固
定磁石との間に発生する磁力を利用することにより、現
像剤の量を規制する現像装置がある。

【０００６】しかし、現像剤担持体に対して磁性体を所
定距離離して設置しても、機械動作等に起因する微小な
距離変動で担持される現像剤の量が大きく変化してしま
う場合がある。その結果、良好な現像が行えない可能性
がある。

【０００７】上記理由により磁性体を現像剤担持体に対
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、現像剤担持体上に薄層の現像剤を形成し現像
する現像装置では不十分であった。

【０００８】また、現像剤担持体内に設置された複数の
磁極の磁力線の方向により、現像剤担持体が回転する
と、現像剤のトナーのみが開口部に推積し、外部に漏出
して飛散する可能性があり、周辺の部材への汚染や画質
低下等の問題が発生する。

【０００９】

【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、本発明の第１の目
的は、磁性部材を利用した現像剤規制手段により、平均
粒径３０〜８０μｍ、平均磁化１０〜４０ｅｍｇ／ｇで
あるキャリアとトナーから構成される二成分現像剤の現
像剤担持体上の量を一定に保つ現像装置を提供すること
にある。

【００１０】上記目的を達成する本発明の現像装置は、
平均粒径３０〜８０μｍ、平均磁化１０〜４０ｅｍｇ／
ｇである磁性キャリアとトナーとから構成される二成分
現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体と、前記現像
剤担持体内に設置された複数の磁極から成る固定磁石
と、前記現像剤担持体に近接し、前記二成分現像剤の搬
送量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置に
おいて、前記現像剤規制部材は、磁性材料から形成さ
れ、前記複数の磁極のうち、反発磁界を形成する一対の
磁極のうち一方の磁極と対向して配置され、該現像剤規
制部材と前記現像剤担持体との距離を０．５ｍｍ以下に
設定したことを特徴とするものである。

【００１１】本発明の第２の目的は、現像剤層形成部で
磁気カーテンが形成され、その磁気カーテンのある部位
（現像スリーブと現像剤層形成手段の間隙のある位置）
で、磁気カーテンが剪断される際に、その衝撃でトナー
が外部に漏出、飛散すること（トナー吐き出しと称す）
を防止する現像装置を提供することにある。

【００１２】上記目的を達成する本発明の現像装置は、
現像剤を担持する回転自在な現像剤担持体と、前記現像
剤担持体の内部に設置され複数の磁極から成る固定磁石
と、前記現像剤担持体に近接し該現像剤担持体上に担持
される現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を有す
る現像装置において、前記現像剤規制部材は磁性体から
成り、前記複数の磁極のうちの一つの磁極に近接して対
向配置され、且つ、前記複数の磁極のうちの一つの磁極
は、前記現像剤規制部材が前記現像剤担持体に最も近接
する位置より、前記現像剤担持体の回転方向上流側に設
定されたことを特徴とするものである。

【００１３】

【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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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規制部
材１４３によって現像スリーブ１４１上に１００〜６０
０μｍの現像剤層厚に規制されて現像領域へと搬送され
る。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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磁性材から
成る現像剤規制部材（現像剤穂立ち規制部材、以下磁性
体と称す）、１４４は現像剤受け部材である。

【００３１】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は磁性体１４３に
対向する。なお、Ｅ１はＡＣ電源、Ｅ２はＤＣ電源であ
る。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】磁性体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Ｎ３に対向して
いる。この最小間隙部より現像スリーブ１４１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。磁性体１４３は、現像器ハウジング１４
０の底部内壁の図示の傾斜面に設置され、ネジ等により
固定される。

【００３６】現像剤受け部材１４４は、樹脂材（例えば
ＡＢＳ樹脂等）から成り、磁性体１４３の端面に接着さ
れて一体となっている。磁性体１４３と現像剤受け部材
１４４とは、現像スリーブ１４１の下方に所定の間隙で
配置されている。

【００３７】１４５は複数の羽根部１４５Ａを有するパ
ドル形状の現像剤供給ローラ（以下、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
から撹拌スクリュー１４６に搬送する。パドルホイール
１４５の羽根部１４５Ａ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。

【００３８】１４６，１４７は撹拌スクリュー（現像剤
撹拌スクリュー）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。撹拌スクリュー１４６と撹拌スクリュー１４７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の撹拌室１４
０ｂ及び第２の撹拌室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の撹拌室１
４０ｂ及び第２の撹拌室１４０ｃの上部は、天板１４０
Ａにより閉蓋されている。

【００３９】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の撹拌室１４０ｂ内に投入、補給される。

【００４０】前記剥ぎ取り磁極Ｎ２，Ｎ３による反発磁
界の上流側で、現像スリーブ１４１に近接する磁極Ｎ２
寄りの所定位置に、磁極Ｎ２，Ｎ３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Ｎ２の近傍に対向して配
置され、吸引磁界を形成する。１４９は磁界発生部材１
４８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１４５に搬送する磁性部材である。磁性部材
１４９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１４９Ａと、天板１４０Ａに固定
される取り付け部１４９Ｂと、折り曲げ部１４９Ｃとか
ら成り、折り曲げ部１４９０Ｃで屈折されたＶ字形状を
なす。折り曲げ部１４９Ｃ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。

【００４１】磁性部材１４９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１４９Ａの先端
部は、前記パドルホイール１４５の羽根部１４５Ａ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。

【００４２】磁性部材１４９の現像剤案内面１４９Ａ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１４９Ａの上流側、即ち、磁
性部材１４９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１４９
Ａに沿って搬送されるから、取り付け部１４９Ｂ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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】駆動回転する撹拌スクリュー１４６，１４
７により撹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１
４５の羽根部１４５Ａにより搬送されて、磁性体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
制されて搬送され、現像剤受け部材１４４と現像スリー
ブ１４１との間隙を通過して、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。

【００４６】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１４９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。

【００４７】現像スリーブ１４１と磁性部材１４９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、現像スリーブ１４
１側に移動しないようにして、パドルホイール１４５の
上方に搬送する。

【００４８】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る。

【００４９】現像剤は現像スリーブ１４１と磁性部材１
４９との間隙Ｃを通過し、現像剤案内面１４９Ａ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
１４９の現像剤案内面１４９Ａ上に吸引されながら現像
剤案内面１４９Ａ上に沿って斜め下方に移動し、現像剤
案内面１４９Ａ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１４５上に搬送される。

【００５０】回転するパドルホイール１４５の羽根部１
４５Ａ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、回転する撹拌スクリュー１４
６に現像剤を搬送、還流する。現像剤案内面１４９Ａの
先端部は、パドルホイール１４５の羽根部１４５Ａ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。

【００５１】パドルホイール１４５の羽根部１４５Ａ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１４５の羽根部１４５
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１４９Ａから落下した現
像剤のほぼ全量が、パドルホイール１４５の羽根部１４
５Ａに捕捉されて撹拌スクリュー１４６側に搬送され
る。

【００５２】前述したように、現像スリーブ１４１に対
して現像剤規制部材（磁性体）を所定距離離して設置し
ても、機械動作等に起因する微小な距離変動で担持され
る現像剤の量が大きく変化してしまう場合がある。この
現像剤量の変化は、現像剤規制部材と現像スリーブ１４
１との設定距離により大きく変化したり、それほど変化
しなかったりすることを発明者は発見した。

【００５３】平均粒径３０〜８０μｍ、平均磁化１０〜
４０ｅｍｇ／ｇであるキャリアとトナーから構成される
二成分現像剤を使用する現像装置において、磁性体１４
３表面と現像スリーブ１４１表面との設定距離（間隙
Ａ）を、０．４〜０．６ｍｍの範囲で変化させて実験し
たところ、０．５ｍｍ以下、０．４ｍｍ以上に設定すれ
ば、微小な間隙距離変動でも担持される現像剤の量がそ
れほど変化しないことが分かった。

【００５４】図５は、上記の現像剤を使用して、間隙Ａ
（ｍｍ）を変化させて、現像スリーブ１４１上の現像剤
搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）を実測した結果を示す図であ
る。

【００５５】図示のように、間隙Ａが０．５ｍｍ以下に
設定すれば、現像スリーブ１４１上の現像剤搬送量は、
約１１〜１３ｍｇ／ｃｍ²の範囲内でほぼ一定量であ
る。間隙Ａが０．５ｍｍを越えると、現像剤搬送量が急
激に増大するとともに、変動も大きくなる。これによっ
て、磁性体１４３と現像スリーブ１４１との間隙Ａを
０．５ｍｍ以内に設定すれば、良好な現像が行われ、高
画質な画像が得られる。

【００５６】間隙Ａを０．５ｍｍ以下の所定値に設定す
る一方法として、使用される現像スリーブ１４１の半径
より間隙Ａだけ大きい半径の基準ドラムを予め準備し、
この基準ドラムを前記現像スリーブ１４１に代えて現像
装置に装着する。この基準ドラムの円周面に対して磁性
体１４３の表面を当接させて、磁性体１４３を位置決め
した後、ネジ等により固定する。

【００５７】図６は本発明による現像装置の磁極と磁性
体との位置関係を示す拡大断面図である。

【００５８】現像剤規制部材（磁性体）１４３を現像剤
担持体１４１の外周に近接させ、且つ、現像剤規制部材
１４３を、現像剤担持体１４１の内部に設置された複数
の磁極のうちで、剥ぎ取り磁極を構成する一対の磁極Ｎ
２，Ｎ３のうち、現像剤担持体１４１の回転方向下流側
の磁極Ｎ３に対向させることにより、現像剤担持体１４
１上に担持される現像剤の量を規制する現像剤規制手段
では、現像剤規制部材１４３と磁極Ｎ３との間に形成さ
れる磁力線の方向により、現像剤が飛散してしまう問題
がある。

【００５９】この問題を解決するため、磁極Ｎ３を、現
像剤規制部材１４３が現像剤担持体１４１に最も近接す
る位置Ｍより、現像剤担持体１４１の回転方向上流側に
設置する。磁極Ｎ３をこのような位置に設置すると、こ
の磁極Ｎ３により形成された磁力線の影響により、現像
剤担持体１４１上に担持されている現像剤が現像剤担持
体１４１の表面から離れる方向に剥ぎ取られる。その結
果、剥ぎ取られた現像剤が、現像剤担持体１４１の回転
力により現像装置１４の開口部から外部に押し出される
可能性がなくなり、現像剤の飛散が減少する。

【００６０】磁極Ｎ３の設置位置としては、現像剤規制
部材１４３が現像剤担持体１４１に最も近接する位置Ｍ
より、現像剤担持体１４１の回転方向下流側１８°以下
の角度θに設定することが好ましい。

【００６１】表１に、磁極Ｎ３の設置位置（角度θ）
と、現像性との関係を示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１に示すように、磁極Ｎ３の設置角度θ
が、位置Ｍより上流側に０°〜１８°の角度範囲に設置
したとき、斑状むらや、トナー吐き出し（前述の現像装
置開口部からの現像剤の漏出をいう）がなく、良好な現
像性が達成される。ここで斑状むらとは、現像剤の搬送
量が局部的に増減し、画像に斑点がでるむらをいう。

【００６４】しかし、磁極Ｎ３の設置角度θが、位置Ｍ
より上流側に２０°以上になり、磁極Ｎ３と現像剤規制
部材１４３とが離れると、斑状むらはないが、現像剤が
漏出する。また、磁極Ｎ３の設置角度θが、位置Ｍより
下流側に設置されると（−５°〜−１０°）、現像剤の
漏出はないが、斑状むらが発生する。したがって、磁極
Ｎ３の設置角度θは、位置Ｍより上流側に０°〜１８°
の角度範囲が好ましい。

【００６５】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１４３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６
０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と転写手段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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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）、現像装置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
１３（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。

【００６９】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。

【００７０】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）、現像装置１４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）から成る像形成手段が設けられている。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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手段１７により転写され
る。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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，Ｎ２，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Ｎ２，Ｎ３に
より反発磁界を形成して、現像スリーブ１４１上の現像
剤を剥ぎ取るとともに、磁極Ｎ３に対向して現像剤規制
部材（磁性体）１４３を間隙Ａ＝０．５ｍｍ以下に設定
することにより、現像スリーブ１４１上に安定した現像
剤層を形成し、所定の現像剤搬送量を現像領域に搬送す
ることができる。これによって、良好な現像が行われ、
高画質な画像が得られる。

【００７９】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。

【００８０】

【発明の効果】本発明は、磁性体から成る現像剤規制部
材と現像スリーブとの間隙を０．５ｍｍ以下に設定し、
平均粒径３０〜８０μｍ、平均磁化１０〜４０ｅｍｇ／
ｇである磁性キャリアとトナーとから構成される二成分
現像剤を使用し、現像スリーブ上の現像剤搬送量を一定
に保って現像域に搬送することにより、現像性が向上
し、高画質な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置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】間隙Ａと現像スリーブ上の現像剤搬送量との実
測結果を示す図。

【図６】本発明による現像装置の磁極と磁性体との位置
関係を示す拡大断面図。

【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現像剤規制部材（現像剤穂立ち規制部材、磁性
体）１４４現像剤受け部材１４５現像剤供給ローラ（現像剤供給部材、パドルホ
イール）１４６，１４７現像剤撹拌スクリュー（撹拌スクリュ
ー）１４８磁界発生部材１４９磁性部材（案内部材）Ａ間隙（現像剤規制部材と現像スリーブとの間隙）Ｎ２，Ｎ３剥ぎ取り磁極（磁極）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径３０〜８０μｍ、平均磁化１０
〜４０ｅｍｇ／ｇである磁性キャリアとトナーとから構
成される二成分現像剤を担持して回転可能な現像剤担持
体と、前記現像剤担持体内に設置された複数の磁極から
成る固定磁石と、前記現像剤担持体に近接し、前記二成
分現像剤の搬送量を規制する現像剤規制部材と、を有す
る現像装置において、前記現像剤規制部材は、磁性材料
から形成され、前記複数の磁極のうち、反発磁界を形成
する一対の磁極のうち一方の磁極と対向して配置され、
該現像剤規制部材と前記現像剤担持体との距離を０．５
ｍｍ以下に設定したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】現像剤を担持する回転自在な現像剤担持
体と、前記現像剤担持体の内部に設置され複数の磁極か
ら成る固定磁石と、前記現像剤担持体に近接し該現像剤
担持体上に担持される現像剤の量を規制する現像剤規制
部材と、を有する現像装置において、前記現像剤規制部
材は磁性体から成り、前記複数の磁極のうちの一つの磁
極に近接して対向配置され、且つ、前記複数の磁極のう
ちの一つの磁極は、前記現像剤規制部材が前記現像剤担
持体に最も近接する位置より、前記現像剤担持体の回転
方向上流側に設定されたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】前記複数の磁極のうちの一つの磁極は、
前記現像剤規制部材が前記現像剤担持体に最も近接する
位置より、前記現像剤担持体の回転方向上流側１８°以
下の角度に設定されたことを特徴とする請求項２に記載
の現像装置。