JPH11219031A - 現像装置、現像方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像スリーブ上に残る現像後の画像履歴を除
去する、及びゴーストと呼ばれる現像処理後の画像欠陥
を解消する。 【解決手段】 現像スリーブ１４１、剥ぎ取り磁極Ｎ
２，Ｎ３、パドルホイール１４４を有する現像装置にお
いて、現像スリーブ１４１の外周と、現像スリーブ１４
１に隣接するパドルホイール１４４の外周軌跡とが接触
せず、その最近接距離ｓが１．６ｍｍ以下で、かつ、パ
ドルホイール１４４の回転中心を通る水平線ｎが現像ス
リーブ１４１の回転中心を通る水平線ｍに対して下方
に、３ｍｍ以上で現像スリーブ１４１の半径Ｒ１とパド
ルホイール１４４の半径Ｒ２との和より少ない距離ｔに
なるように、現像スリーブ１４１に対してパドルホイー
ル１４４を配置した現像装置。

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
られる現像装置と、現像方法と、画像形成装置に関す
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、像担持体と
して感光体を用い、一般にレーザーダイオード、発光ダ
イオード（ＬＥＤ）等を光源として用い、帯電、露光に
より感光体上に形成された潜像を、感光体の帯電極性と
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、感光体上にトナー像を形成する方式であ
る。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、感光体上のトナー像を転
写装置により転写させる。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
感光体との付着力を低減させたのち、感光体表面から転
写材を剥離し、次のプロセスに移行する。

【０００３】そして、従来の現像装置においては、回転
する感光体に近接して、回転する現像剤担持体として、
現像スリーブが配置されている。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、その内部に磁石を有
し、現像スリーブの外周表面に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】この現像装置は、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ハウジング、磁石から
成る磁界発生手段を内部に有する現像スリーブ、該現像
スリーブに現像剤を搬送して供給する現像剤搬送部材、
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、現像剤を攪拌して現像剤搬送部材に
搬送する現像剤攪拌部材から構成されている。

【０００５】そして、トナーカートリッジから前記ハウ
ジングの上部に設けられた開口であるトナー補給口部を
通して前記ハウジング内に補給されたトナーは、回転す
る前記現像剤攪拌部材により前記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、回転する前記現像剤搬送部材により前記現像スリー
ブの外周面上に供給される。現像スリーブ上の現像剤の
うち、トナーのみが現像領域で感光体上に付着する。

【０００６】しかし、画像パターンによっては、画像の
履歴が現像スリーブ上に残り、同一画像に同一濃度の画
像パターンを現像しているにもかかわらず、「ゴース
ト」と呼ばれる濃度差が生じる画像欠陥を引き起こすこ
とがある。このゴーストを改善する対策として、従来技
術ではスクレーパと呼ぶゴム材料等を現像スリーブに当
接して、現像後に現像剤担持体上の現像剤を掻き取るこ
とで、画像の履歴をなくし、ゴーストを防いでいる。

【０００７】しかし、現像スリーブに圧接して配置され
た従来技術のスクレーパ方式は、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、現像スリーブに擦傷痕が発生する等の
問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記現像スリーブの磁
極に同極性の磁極を隣接させる「剥ぎ取り極」と呼ばれ
る部分を設けることで、ある程度の現像剤が剥ぎ取り極
の反発磁界で現像スリーブから剥ぎ取ることができる。
しかしながら、剥ぎ取り極を設けるだけでは、完全に現
像スリーブから現像剤を剥ぎ取ることができず、未だ、
ゴーストの改善は満足できるレベルではない。

【０００９】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、現像剤担持体の擦傷痕発生を防止する現像
装置、現像方法及び画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この剥ぎ取り極と周辺プ
ロセスを最適化することでかなり高いレベルまでゴース
トが改善されることを見い出して、本発明はなされたも
のである。

【００１１】上記目的を達成する本発明の現像装置は、
現像剤を担持して像担持体の現像領域に搬送する現像剤
担持体の内部に複数個の磁極が配置され、該複数の磁極
のうち隣接する２極の何れかが同極性である剥ぎ取り磁
極であり、該剥ぎ取り磁極の近傍に配置されて回転する
現像剤搬送部材を有する現像装置において、前記現像剤
担持体の外周と、該現像剤担持体に近接する現像剤搬送
部材の外周軌跡とが接触せず、その最近接距離が１．６
ｍｍ以下で、かつ、前記現像剤搬送部材の回転中心を通
る水平線が前記現像剤担持体の回転中心を通る水平線に
対して下方に、３ｍｍ以上で現像剤担持体の半径と現像
剤搬送部材の半径との和より少ない距離になるように、
現像剤担持体に対して現像剤搬送部材を配置したことを
特徴とするものである（請求項１）。

【００１２】また、本発明の現像方法は、請求項１〜６
の何れかに記載の現像装置を用いて、前記現像剤搬送部
材と前記剥ぎ取り磁極とにより、前記現像領域で前記像
担持体の静電潜像を現像しつつ回転する前記現像剤担持
体上から現像剤を剥ぎ取ることを特徴とするものである
（請求項７） 更に、本発明の画像形成装置は、像担持体に形成された
静電潜像を、請求項１に記載の現像装置により現像して
前記像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を被転
写材に静電転写することを特徴とするものである（請求
項８）。

【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】〔実施の形態１〕図１は、本実施の形態の
現像装置及びこの現像装置を搭載した画像形成装置であ
るカラープリンタを示す断面構成図である。

【００１５】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、記録紙を像担持体面から剥離する方式のカラー画像
形成装置である。

【００１６】このカラープリンタは、像担持体である可
撓性の無端ベルト状の感光体（以下、ベルト感光体と称
す）１０の周囲に、４組のスコロトロン帯電器（以下、
帯電器と称す）１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、４組
の像露光装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、４組の
現像装置（以下、現像器と称す）１４Ｙ，１４Ｍ，１４
Ｃ，１４Ｋとから成る画像形成ユニットを複数組（図示
の４組）縦列に配設したものである。但し、像露光装置
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。

【００１７】ベルト感光体１０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１
０５は、ベルト感光体１０の背面に当接して、現像剤担
持体（以下、現像スリーブと称す）１４１（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）の現像領域及び像露光装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）の結像位置にベルト感光体１０を規制している。

【００１８】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１０は
図示の時計方向へと回動し、帯電器１１Ｙの帯電作用に
よりベルト感光体１０への電位の付与が開始される。ベ
ルト感光体１０は電位を付与されたあと、像露光装置１
３Ｙ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１４１
Ｙ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１０の回転に応じてイエロー（Ｙ）
のトナー像が形成される。

【００１９】次いでベルト感光体１０はイエロー（Ｙ）
のトナー像の上にさらに帯電器１１Ｍ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。

【００２０】同様のプロセスにより帯電器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）のトナー像が形成される。
さらに帯電器１１Ｋ、像露光手段１３Ｋ及び現像器１４
Ｋ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１０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。

【００２１】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、ベルト
感光体１０の帯電と同極性の直流バイアス、あるいは直
流バイアス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（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に付着した二成
分現像剤による非接触反転現像が行われて、導電層を接
地したベルト感光体１０上の露光部にトナーを付着させ
る。

【００２２】かくして、ベルト感光体１０の周面上に形
成されたカラーのトナー像は帯電器１１Ｆ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２０Ａ，２０Ｂ或いは手差し給紙部２０Ｃから、そ
れぞれ給紙手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより送り出さ
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１０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１
０の駆動用の駆動ローラ１０１の下部に対向して配置さ
れた転写装置（転写ローラ）１７により転写される。

【００２３】トナー像の転写を受けた被転写材（転写
紙）は、駆動ローラ１０１の曲率に沿ったベルト感光体
１０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２４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２５Ａ，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。

【００２４】一方、転写紙を分離したベルト感光体１０
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１０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１０
の感光体面への露光が行われて前歴の除去がなされる。

【００２５】前記複数の現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４
Ｃ，１４Ｋは、ほぼ同じ構成をなすから、以下、これら
の現像器を代表して現像装置１４と称して説明する。

【００２６】図２は本発明の現像装置１４の断面図であ
る。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ハウジング、１４１は現像剤担
持体である現像スリーブ、１４２は現像スリーブ１４１
の内部に配置されハウジング１４０に固定された磁界発
生手段（マグネットロール）、１４３は現像スリーブ１
４１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、１４４は現像スリーブ１４１に現像剤を補給する
パドル形状の現像剤搬送部材（以下、パドルホイールと
称す）、１４５，１４６はスクリュー形状をなす現像剤
攪拌搬送部材（以下、攪拌スクリューと称す）である。
なお、現像剤搬送部材１４４は複数の部材が回転軸に立
設されたパドルホイールに限定されるものではなく、現
像剤を効率良く搬送する他の形状でもよい。また、図示
の矢印は各ローラの回転方向を示す。Ｅ１はＡＣ電源、
Ｅ２はＤＣ電源である。

【００２７】上記の現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各
現像スリーブ１４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図２に示す
ような複数個の磁極Ｓ１，Ｓ２、Ｎ１〜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、後述の所定条件
を満たす位置に配置された現像剤搬送部材１４４との相
乗効果により、現像スリーブ１４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）
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。

【００２８】攪拌スクリュー１４５と攪拌スクリュー１
４６とは、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の搬送室１４
０ｂ及び第２の搬送室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の搬送室１
４０ｂ及び第２の搬送室１４０ｃの上部は、天板１４８
により閉蓋されている。１４９は第２の搬送室１４０ｃ
又は第１の搬送室１４０ｂの底部に設置されたトナー濃
度検出装置である。

【００２９】図１に示すトナーカートリッジ１５Ｙ，１
５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋから補給されたトナーは、現像装
置１４の天板１４８に穿設されたトナー補給口部（図示
せず）から第１の搬送室１４０ｂ内に投入、補給され
る。

【００３０】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２極Ｎ２，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。

【００３１】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以上
であると、画像形成に必要な磁極Ｎ１，Ｓ２、現像剤層
厚規制部材１４３に対向する磁極Ｎ３、剥ぎ取り磁極Ｎ
２，Ｎ３及び磁極Ｓ１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を形成することが可能で
ある。また、現像スリーブ１４１の外径がφ６０ｍｍ以
下であると、現像装置の小型化に有効である。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、
複数の現像装置１４が小型化すると、ベルト感光体１０
短くなり、画像形成部が小型になる。

【００３２】図３は、現像スリーブ１４１とパドルホイ
ール１４４との配置関係を示す部分拡大断面図である。

【００３３】１４４は複数の羽根部１４４Ａを有するパ
ドル形状の現像剤搬送部材（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、現像処理後に現像スリーブ１４１から剥ぎ取ら
れた現像剤を攪拌スクリュー１４５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の外周面との最近接距離ｓは
１．６ｍｍ以下（例えばｓ＝０．５ｍｍ）に設定されて
いる。

【００３４】また、パドルホイール１４４の回転中心を
通る水平線ｎが、現像スリーブ１４１の回転中心を通る
水平線ｍに対して下方に、３ｍｍ以上で現像スリーブ１
４１の半径Ｒ１とパドルホイール１４４の半径Ｒ２との
和より少ない距離ｔになるように、現像スリーブ１４１
に対してパドルホイール１４４を配置した。

【００３５】図４は、パドルホイール１４４の回転中心
を通る水平線ｎと、現像スリーブ１４１の回転中心を通
る水平線ｍとの距離ｔが、半径Ｒ１と半径Ｒ２との和と
等しく、かつ、最近接距離ｓが１．６ｍｍ以下に設定さ
れている請求項１に記載の条件の限界にパドルホイール
１４４が配置された状態を示す拡大断面図である。

【００３６】〔実施の形態２〕図５は実施の形態１の現
像装置を搭載したカラープリンタの実施の形態２を示す
断面構成図である。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。以下、前記の実施の形態１と異なる点を説明
する。

【００３７】このカラープリンタは、１個の帯電器１１
と１個の像露光手段１３と４個の現像器１４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）とにより、像担持体（感光体ドラム）１０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剥離する方式のカ
ラー画像形成装置である。

【００３８】図５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）１
２による露光を行って感光体周面の除電をしておく。上
記の感光体の履歴とは、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。

【００３９】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
られ走査がなされるもので、感光体ドラム１０の回転に
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。

【００４０】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。

【００４１】各現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の現像
スリーブ１４１に近接してパドルホイール１４４が、最
近接距離ｓ、垂直方向の距離ｔを維持して所定位置に配
置されている。

【００４２】〔実施の形態３〕図６は、実施の形態１の
現像装置を搭載したカラー画像形成装置の実施の形態３
を示す断面構成図である。

【００４３】なお、図面に使用されている符号につい
て、図１、図５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。

【００４４】ドラム状の像担持体である感光体ドラム１
０は、例えば、透明アクリル樹脂の透明部材によって形
成される円筒状の透明樹脂基体を内側に設け、透明の導
電層及び有機感光体層（ＯＰＣ）を該基体の外周に形成
したものであり、接地された状態で図６の矢印で示す方
向に回転される。

【００４５】本発明に係わるカラー画像形成装置は、感
光体ドラム１０の周囲に、帯電器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）、像露光手段１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、現像器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。

【００４６】帯電器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光体
ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に
保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とに
よって帯電作用を行い、感光体ドラム１０に対し一様な
電位を与える。

【００４７】１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、画像
信号に基づいた像露光を行う像露光手段（以下、露光光
学系１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と称す）で、感光体ドラム
１０の軸方向に配列したＬＥＤと等倍結像系であるセル
フォックレンズとから構成される露光光学系で、別体の
画像読み取り装置によって読み取られた各色の画像信号
がメモリより順次取り出されて前記の各露光光学系１３
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ電気信号として入力さ
れ、感光体ドラム１０の回転（副走査）によって潜像を
形成する。各露光光学系１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は何れ
も光学系支持手段として設けた支持部材１３０に取り付
けられて前記感光体ドラム１０の基体内部に収容され
る。

【００４８】各現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、前述
した帯電器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による帯電，露光光
学系１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による像露光によって形成
される感光体ドラム１０上の静電潜像を現像バイアス電
圧の印加により非接触の状態で反転現像する。

【００４９】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、撮像素子により読み取られた画像或いは
コンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの
各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納され
る。

【００５０】画像記録のスタートにより、感光体駆動モ
ータが始動して感光体ドラム１０を反時計方向（図示矢
方向）へ回転する。同時に帯電器１１Ｙの帯電作用によ
り感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。

【００５１】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、前記の露光光学系１３Ｙにおいて第１の色信号即ち
イエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による露
光が開始されドラムの回転走査によってその表面の感光
層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜
像を形成する。

【００５２】前記の潜像は現像器１４Ｙにより現像スリ
ーブ１４１上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感
光体ドラム１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像
が形成される。各現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の現
像スリーブ１４１に近接してパドルホイール１４４が、
最近接距離ｓ、垂直方向の距離ｔを維持して所定位置に
配置されている。

【００５３】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に更に帯電器１１Ｍの帯電作用に
より電位を付与され、露光光学系１３Ｍの第２の色信号
即ちマゼンタ（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）のトナー像が順次重ね合わせて形成していく。

【００５４】同様のプロセスにより帯電器１１Ｃ、露光
光学系１３Ｃ及び現像器１４Ｃによって更に第３の色信
号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、また帯電器１
１（Ｋ）、露光光学系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、感光体ドラム１０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。

【００５５】これ等各露光光学系による感光体ドラム１
０の有機感光層に対する露光はドラムの内部より前述し
た露光波長に対し透明の基体を通して行われる。従って
第２、第３及び第４の色信号に対応する画像の露光は何
れも先に形成されたトナー像の影響を全く受けることな
く行われ、第１の色信号に対応する画像と同等の静電潜
像を形成することが可能となる。なお、各現像器１４
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による現像作用に際しては、それぞ
れ現像スリーブ１４１に対して直流或いは更に交流を加
えた現像バイアスが印加され、現像器１４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）に収容された二成分現像剤により感光体ドラム
１０に対して非接触の反転現像が行われるようになって
いる。

【００５６】感光体ドラム１０の周面上に形成されたカ
ラーのトナー像は、一旦中間転写手段として設けた中間
転写ベルト３０の周面に転写される。

【００５７】中間転写ベルト３０はローラ３１，３２，
３３及び３４の間に張架され、ローラ３４に伝達される
動力により感光体ドラム１０の周速度に同期して時計方
向に循環して搬送される。

【００５８】中間転写ベルト３０はローラ３４とローラ
３２の間のベルト面を感光体ドラム１０の周面に接し、
ローラ３４外周のベルト面を転写部材である転写ローラ
３５に接し、それぞれの接触位置においてトナー像の転
写域を形成している。

【００５９】感光体ドラム１０周面に付着した状態にあ
る複数色から成るカラートナー像は、先ず前記の中間転
写ベルト３０との間の接触位置においてローラ３２への
トナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順次中間
転写ベルト３０の周面側に転写される。即ち、感光体ド
ラム１０上のカラートナー像は、接地したローラ３１の
案内によりトナーを散らすことなく転写域へと搬送さ
れ、ローラ３２に対する１〜２ｋＶのバイアス電圧の印
加によって中間転写ベルト３０側に効率良く転写され
る。

【００６０】感光体ドラム１０にはクリーニング装置４
０が、中間転写ベルト３０にはクリーニング装置５０が
圧接し、それぞれの備えるブレードが常時圧接されてい
て、残留した付着トナーの除去がなされて周面は常に清
浄な状態に保たれている。

【００６１】一方、給紙カセット（図示せず）の給紙ロ
ーラ２２Ｂの作動により転写材Ｐが搬出されてタイミン
グローラ２３に給送され、中間転写ベルト３０上のカラ
ートナー像の搬送に同期して転写ローラ３５の転写域へ
と給紙される。

【００６２】転写ローラ３５は中間転写ベルト３０の周
速度に同期して反時計方向に回動されていて、給紙され
た転写材Ｐは転写ローラ３５と接地状態にあるローラ３
３の間のニップ部の形成する転写域において中間転写ベ
ルト３０上のカラートナー像に密着され転写ローラ３５
への１〜２ｋＶのトナーと反対極性のバイアス電圧の印
加により順次カラートナー像は転写材Ｐ上に転写され
る。

【００６３】カラートナー像の転写を受けた転写材Ｐは
除電され、搬送板３６を介して定着装置２４に搬送、加
熱され、トナーを溶着して定着がなされたのち排紙ロー
ラ２５Ａを介して装置外部に排出される。

【００６４】〔実施の形態４〕図７は像担持体１０と、
中間転写ドラム６０とを備え、実施の形態１の現像装置
を搭載したカラー画像形成装置の断面構成図である。

【００６５】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１４２と、パドルホイール１４４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。

【００６６】各現像器１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の現像
スリーブ１４１に近接してパドルホイール１４４が、最
近接距離ｓ、垂直方向の距離ｔを維持して所定位置に配
置されている。

【００６７】

【実施例】（ゴーストの定義及び測定方法）図８は、ゴ
ースト評価用画像パターンを示す図である。このパター
ンは、画像形成用信号発生装置により作成した。図示の
黒色で塗りつぶした部分は、透過濃度約１．４の被転写
材の黒ベタ部分Ａ１，Ａ２であり、斜線を施した部分は
ハーフトーン部分Ｂであり、その他の余白部分は白色部
分Ｃである。

【００６８】上記のゴースト評価用画像パターンを、Ｋ
ｏｎｉｃａ ＫＬ−２０１０カラープリンタ（コニカ
（株）製）改造機を使用し黒色現像剤によりプリントア
ウトし、転写材上に形成されたパターンの透過濃度を、
透過濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０（米国Ｘ−Ｒｉｔｅ社
製）で測定した。

【００６９】図示のは上記の黒ベタ
部分Ａ１の透過濃度測定位置を示す。中央の部分
はそれ以前の白色部分Ｃで現像剤消耗がないから、現像
処理時に充分な画像濃度が得られる。しかし、その左側
部分の、右側部分のはそれ以前の黒色部分
Ａ１現像剤消耗が多いから現像処理時に画像濃度が低下
する。従って、左側部分の、右側部分のの
各画像濃度は、中央の部分より低下して濃度差を
生じ、画像が薄くなる。

【００７０】また、（１０）〜（１８）はハーフトーン
部分Ｂの透過濃度測定位置を示す。中央の（１１），
（１４），（１７）部分はそれ以前の黒色部分Ａ２現像
剤が消耗されているから現像処理時に画像濃度が低下
し、充分な画像濃度が得られない。その左側部分の（１
０），（１３），（１６）、右側部分の（１２），（１
５），（１８）はそれ以前の白色部分Ｃで現像剤消耗が
ないから、現像処理時に画像濃度が低下することはな
い。従って、中央の（１１），（１４），（１７）部分
の画像濃度は、左側部分の（１０），（１３），（１
６）、右側部分の（１２），（１５），（１８）の各画
像濃度より低下して濃度差を生じ、画像が薄くなる。こ
れらの濃度差が発生した画像をゴーストと呼ぶ。

【００７１】次に、画像濃度差の評価を下記に示す。

【００７２】（評価Ａ） 黒ベタ部分Ａ１の濃度差の評
価

【００７３】

【数１】

【００７４】（評価Ｂ） ハーフトーン部分Ｂの濃度差
の評価

【００７５】

【数２】

【００７６】（ゴーストの評価方法）現像スリーブ１４
１に印加する現像ＡＣバイアス（Ｅ１，Ｅ２）や、現像
スリーブ１４１表面と感光体（感光体ドラム及び感光体
ベルト）１０表面との距離ｓを変化させることで透過濃
度の異なる画像サンプルを出力する。これらの各画像サ
ンプルを上記の測定方法で透過濃度差Δを求める。

【００７７】各画像サンプルの透過濃度ｄを１〜２の範
囲に、５点以上出力し、透過濃度差Δを測定し、図９の
特性図を作成した。

【００７８】図９（ａ）は従来の現像装置における透過
濃度差Δの特性図を示す。各画像サンプルの透過濃度ｄ
の１〜２の範囲内で、測定された透過濃度差Δをプロッ
トすると、透過濃度差Δは、ほぼ、Δ＝ａ×ｄ＋ｅの式
で示される傾斜角θの直線上に配置される。ａはこの特
性直線の傾き（勾配、ｔａｎθ）である。

【００７９】ここで、「ゴーストのない良好な画像」と
は、透過濃度差Δ＝０、すなわち、ａ＝０となることで
ある。つまり、傾きａが小さいほど、ゴーストレベルが
良いことを意味する。ゴーストレベルが良いこととは、
目視でゴーストが判らないレベルをいい、ａ＜０．１の
範囲内である。

【００８０】図９（ｂ）は、現像スリーブ１４１とパド
ルホイール１４４の配置位置を規定した本発明による現
像装置における透過濃度差Δの特性図を示す。図示のよ
うに、各透過濃度差Δの特性直線の傾きａは０．１以下
の範囲内で、ゴーストのない良好な画像が得られる。

【００８１】以下、本発明による現像装置の実施例を説
明する。

【００８２】（実施例１） ゴーストレベルの確認 実施の形態１で説明した現像装置において、現像スリー
ブ１４１とパドルホイール１４４の配置を以下のように
設定した。

【００８３】現像スリーブ１４１の半径Ｒ１＝１０ｍｍ パドルホイール１４４の半径Ｒ２＝６．５ｍｍ 現像スリーブ１４１とパドルホイール１４４の最近接距
離ｓ＝０．８ｍｍ ゴーストレベルの許容範囲：ａ＜０．１ パドルホイール１４４の回転中心を通る水平線ｎと現像
スリーブ１４１の回転中心を通る水平線ｍとの垂直方向
の距離ｔを０〜１６．５ｍｍの範囲で種々変更させて実
験検討し、図９に示す透過濃度差Δの特性直線の傾きａ
を求めた結果を以下に示す。

【００８４】

【表１】

【００８５】表１に示すように、現像スリーブ１４１と
パドルホイール１４４の垂直方向の距離ｔを、３．０ｍ
ｍ以上に設定したとき、ゴーストレベルの許容範囲がａ
＜０．１で、図８で説明したゴーストの発生のない高画
質の画像が形成された。なお、この距離ｔは、現像装置
を小型に設計する場合、特に、複数の現像装置を近接し
て配置するカラー画像形成装置においては、現像装置の
小型化、薄型化が要望されるから、この距離ｔを１２ｍ
ｍ以下にすることが好ましい。

【００８６】次に、実施の形態１で説明した現像装置に
おいて、現像スリーブ１４１とパドルホイール１４４の
配置を以下のように設定して、現像スリーブ１４１の外
周と、パドルホイール１４４の外周軌跡との最近接距離
ｓを０．２〜２．０ｍｍの範囲で種々変更させて実験検
討し、図９に示す透過濃度差Δの特性直線の傾きａを求
めた。

【００８７】現像スリーブ１４１の半径Ｒ１＝１０ｍｍ パドルホイール１４４の半径Ｒ２＝６．５ｍｍ パドルホイール１４４の回転中心を通る水平線ｎと現像
スリーブ１４１の回転中心を通る水平線ｍとの垂直方向
の距離ｔ＝７．０ｍｍ、 ゴーストレベルの許容範囲：ａ＜０．１ 実験検討結果を以下に示す。

【００８８】

【表２】

【００８９】表２に示すように、現像スリーブ１４１と
パドルホイール１４４の最近接距離ｓが、１．６ｍｍ以
下のとき、ゴーストの発生のない高画質の画像が形成さ
れた。

【００９０】なお、最近接距離ｓを０．２ｍｍの至近距
離にすることは、現像スリーブ１４１とパドルホイール
１４４との回転誤差を考慮すると、機械精度上からみて
難しいが、精度が維持できればゴーストレベルは良好で
ある。

【００９１】（実施例２） 現像剤劣化試験 ゴースト発生を防止する従来の方法として、現像スリー
ブにゴム材料等のスクレーパを当接させるスクレーパ形
式の現像装置と、実施の形態１で説明した現像装置と
で、それぞれ現像剤を２時間、現像装置のみの単体攪拌
をして、現像剤の電荷分布と平均電荷量Ｑ、帯電量Ｑ／
Ｍの変化を、Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザー（ホソカワミ
クロン社製）を使用して測定した。

【００９２】図１０（ａ）は、従来のスクレーパ形式の
現像剤剥ぎ取り手段を有する現像装置による現像剤劣化
試験結果を示す特性図である。

【００９３】この従来の技術では、現像スリーブ１４１
から現像剤を接触部材（スクレーパ）によって剥ぎ取る
ため、単体攪拌や実写プリントによって、現像剤劣化に
よる現像剤の電荷分布、平均電荷量Ｑ、帯電量Ｑ／Ｍ等
に下記に示す著しい変化を生じた。図中の実線は初期の
トナー電荷量（ｆＣ）を示し、破線は２時間攪拌後のト
ナー電荷量（ｆＣ）を示す。平均電荷量Ｑ（ｆＣ）と帯
電量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ）とは、初期と２時間攪拌後で
は、以下のように変化する。

【００９４】 平均電荷量Ｑ（ｆＣ） 初期：−５．４６、 ２時間攪拌後：−２．４３ 帯電量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ） 初期：−１７．６、 ２時間攪拌後：−８．０ 図１０（ｂ）は、現像スリーブ１４１にパドルホイール
１４４を、最近接距離ｓ、垂直方向の距離ｔの規定位置
に配置した現像剤剥ぎ取り方式の現像装置による現像剤
劣化試験結果を示す特性図である（実線）。

【００９５】この技術では、現像スリーブ１４１から現
像剤を近接配置されたパドルホイール１４４により非接
触で剥ぎ取るため、単体攪拌や実写プリントによって、
現像剤劣化が殆ど見られず、現像剤の電荷分布、電荷量
Ｑ、帯電量Ｑ／Ｍ等に下記に示すように変化が極めて少
ない。これにより、現像性の安定化と高耐久化に有効で
ある。なお、図中の実線は初期のトナー電荷量（ｆＣ）
を示し、破線は２時間攪拌後のトナー電荷量（ｆＣ）を
示す。測定機は上述のものと同じ。

【００９６】 平均電荷量Ｑ（ｆｃ） 初期：−５．０６、 ２時間攪拌後：−３．５０ 帯電量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ）初期：−１５．０、 ２時間攪拌後：−１０．９ 表３は、現像スリーブに接触部材（スクレーパ）を当接
して、現像スリーブ上の現像処理後の現像剤を剥ぎ取る
従来技術の現像装置における帯電量Ｑ／Ｍと平均電荷量
Ｑの変化と、本発明のパドルホイール方式の現像装置に
よる帯電量Ｑ／Ｍと電荷量Ｑの変化と、を比較する実験
検討データである。

【００９７】

【表３】

【００９８】表３に示すように、２時間攪拌後の帯電量
Ｑ／Ｍの変化量と平均電荷量Ｑの変化量は、本発明のパ
ドルホイール方式の現像装置は、従来技術のスクレーパ
接触型の現像装置に比して、ほぼ半分で、現像剤の劣化
が著しく少ない。

【００９９】また、従来技術では、現像スリーブにスク
レーパによる擦傷痕が発生したが、本発明の現像装置で
は、現像スリーブへの擦傷痕の発生は皆無であった。

【０１００】なお、以上の実施例は黒色現像剤について
説明したが（図５のゴースト評価用パターン）、他のカ
ラー現像剤（Ｙ，Ｍ，Ｃ）についても、本発明のパドル
ホイール１４４を現像スリーブ１４１に対向して近接配
置することにより、同様の効果が得られる。

【０１０１】特に、カラー現像においては、安定した本
発明の現像剤剥ぎ取りにより、安定した現像剤の電荷分
布、電荷量Ｑ、帯電量Ｑ／Ｍが得られ、多色の重ね合わ
せ現像時に、色濁りのない優れた画質が得られる。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。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の現像装置及び現像方法は、現像
スリーブから現像剤を剥ぎ取る剥ぎ取り極とこの剥ぎ取
り極に近接して現像剤搬送部材が所定の条件を満たし
て、非接触配置されていることにより、現像処理後の現
像剤が現像スリーブから確実に剥ぎ取られ、ゴーストレ
ベルが飛躍的に改善された。

【０１０３】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、トナー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から高画質の画像が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の現像装置及びこの現像装置を搭
載した画像形成装置であるカラープリンタを示す断面構
成図。

【図２】本発明の現像装置の断面図。

【図３】現像スリーブとパドルホイールとの配置関係を
示す部分拡大断面図。

【図４】現像スリーブとパドルホイールとの配置関係を
示す他の部分拡大断面図。

【図５】実施の形態１の現像装置を搭載したカラープリ
ンタの実施の形態２を示す断面構成図。

【図６】実施の形態１の現像装置を搭載したカラー画像
形成装置の実施の形態３を示す断面構成図。

【図７】像担持体と、中間転写ドラムとを備え、実施の
形態１の現像装置を搭載したカラー画像形成装置の断面
構成図。

【図８】ゴースト評価用画像パターンを示す図。

【図９】従来の現像装置及び本発明による現像装置にお
ける透過濃度差Δの特性図。

【図１０】従来のスクレーパ形式と、本発明の磁性体方
式との現像剤剥ぎ取り手段による現像剤劣化試験結果を
示す特性図。

【符号の説明】

１０ 像担持体（感光体ドラム、ベルト感光体） １４ 現像装置 １４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ 現像器 １４０ ハウジング １４１ 現像剤担持体（現像スリーブ） １４２ 磁界発生手段（マグネットロール） １４３ 現像剤層厚規制部材 １４４ 現像剤搬送部材（パドルホイール） １４４Ａ 羽根部 １４５，１４６ 現像剤攪拌搬送部材（攪拌スクリュ
ー） １７ 転写装置 Ａ１，Ａ２ 黒ベタ部分 Ｂ ハーフトーン部分 Ｃ 白色部分 Ｎ２，Ｎ３ 剥ぎ取り磁極（同極性の磁極） Ｒ１ 現像剤担持体の半径 Ｒ２ 現像剤搬送部材の半径 ｓ 現像剤担持体の外周と現像剤搬送部材の外周軌跡と
の最近接距離 ｔ 現像剤担持体と現像剤搬送部材の各回転中心の垂直
方向の距離 ｍ 現像剤担持体の回転中心を通る水平線 ｎ 現像剤搬送部材の回転中心を通る水平線

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持して像担持体の現像領域に
   搬送する現像剤担持体の内部に複数個の磁極が配置さ
   れ、該複数の磁極のうち隣接する２極の何れかが同極性
   である剥ぎ取り磁極であり、該剥ぎ取り磁極の近傍に配
   置されて回転する現像剤搬送部材を有する現像装置にお
   いて、前記現像剤担持体の外周と、該現像剤担持体に近
   接する現像剤搬送部材の外周軌跡とが接触せず、その最
   近接距離が１．６ｍｍ以下で、かつ、前記現像剤搬送部
   材の回転中心を通る水平線が前記現像剤担持体の回転中
   心を通る水平線に対して下方に、３ｍｍ以上で現像剤担
   持体の半径と現像剤搬送部材の半径との和より少ない距
   離になるように、現像剤担持体に対して現像剤搬送部材
   を配置したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤担持体が、前記像担持体と近
   接する現像領域において、反重力方向に回転することを
   特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤担持体の外径が８ｍｍ以上、
   ６０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２
   に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像剤搬送部材が、現像剤を搬送す
   る複数の部材が立設されたものであ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。
5. 【請求項５】 前記現像剤が磁性キャリア粒子とトナー
   粒子とからなる二成分現像剤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。
6. 【請求項６】 前記現像剤担持体には直流成分に交流成
   分を重畳させるバイアス電界が印加され、前記現像剤は
   前記像担持体の静電潜像上へ飛翔し、該静電潜像を顕像
   化する非接触現像であることを特徴とする請求項１〜５
   の何れか１項に記載の現像装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかに記載の現像装置
   を用いて、前記現像剤搬送部材と前記剥ぎ取り磁極とに
   より、前記現像領域で前記像担持体の静電潜像を現像し
   つつ回転する前記現像剤担持体上から現像剤を剥ぎ取る
   ことを特徴とする現像方法。
8. 【請求項８】 像担持体に形成された静電潜像を、請求
   項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置により現像し
   て前記像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を被
   転写材に静電転写することを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体上の均一帯電面から光ビー
   ムで電荷が除去された潜像部分にトナーを付着させるこ
   とを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記画像形成装置の周囲に、互いに異
    なる色の現像剤を有する複数の前記現像装置を配置し、
    前記複数の現像装置により前記像担持体上に複数色の重
    ね合わせトナー像を形成し、該重ね合わせトナー像を転
    写装置により被転写材上に一括転写してカラー画像を形
    成することを特徴とする請求項８または９に記載の画像
    形成装置。