JPH04362979A

JPH04362979A - 現像装置および画像形成装置

Info

Publication number: JPH04362979A
Application number: JP3218423A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Shimizu; 保清水; Hiroshi Murazaki; 博司村崎; Masahiko Matsuura; 昌彦松浦; Susumu Mikawa; 三河　進
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1992-12-15
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: US5311262A; JP3142153B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体に粉体現像剤を
接触させて静電潜像を可視像化する現像装置、およびこ
の現像装置を組み入れた複写機、プリンタなどの画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、現像装置として、外周部に複数の
磁極を有する磁石体とこの磁石体に外装したスリーブと
からなる現像ローラを有し、前記スリーブの外周部に保
持されている現像剤を感光体に接触させて静電潜像を顕
像化するものが提案されている。この現像装置は、図１
９，２０に示すように、磁石体１０３を非回転状態に固
定し、その周囲を前記磁石体１０３に外装された円筒状
のスリーブ１０２が矢印ａ方向に回転する内極固定型現
像装置１０１ａ，１０１ｂと、図２１に示すように、磁
石体１０３とスリーブ１０２が共に矢印ａ’方向に回転
する内極回転型現像装置１０１ｃとに大別される。

【０００３】また、内極固定型現像装置は、図１９に示
すように、スリーブ１０２と感光体１００とが対向する
現像領域Ｑに対向して一つの磁極Ｎを配置し、この磁極
Ｎに保持されている現像剤だけを感光体１００に接触さ
せた単極型現像装置１０１ａと、図２０に示すように、
現像領域Ｑの近傍の磁石体外周部に同一極性の２つの磁
極Ｎ１，Ｎ２を隣接し、これらの磁極Ｎ１，Ｎ２に保持
されている現像剤を共に感光体１００に接触させた同極
型現像装置１０１ｂとに分けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
現像装置１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃはそれぞれ以下
の問題点を有する。

【０００５】（ａ）単極型現像装置１０１ａ単極型現像
装置１０１ａにおける第１の問題点は、感光体１００に
対向する磁極Ｎに拘束された現像剤１０６が感光体１０
０との離れ際で高密度であることから、図２２に示すよ
うに、可視像化されたトナー像１１０においてその周縁
部（エッジ部）１１１のトナー付着量が中央部１１２の
それよりも多くなり、いわゆるエッジ効果が強調され過
ぎることである。前記エッジ効果は、感光体１００との
離れ際の現像剤密度と密接に関係しており、この部分の
現像剤密度が高いほどエッジ効果が強くなる。そのため
、図２３に示すように、エッジ効果の強調されたトナー
像１１０を紙などの記録媒体１０７に溶融定着すると、
エッジ部１１１のトナーが周囲に広がり、近接するトナ
ー像が接触して画質が低下する。特に、網点画像にあっ
ては、網点が潰れて画像品位が著しく悪化する。また、
図２４に示すように、異なる色のトナー像１２０ａ，１
２０ｂ，１２０ｃを重ねて画像を形成する場合、エッジ
部１２１と中央部１２２とで色調が異なり、カラー画像
の品位が低下する。

【０００６】第２の問題点は、画像の前端又は後端のト
ナーが磁気ブラシに掻き取られて掠れ模様を生じるとい
うことである。前記後端掠れ模様は、現像スリーブの周
速が感光体の周速よりも速い場合に発生する。その発生
過程を、図２６（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明
する。静電潜像画像部Ｉ１（Ｖｉ＝−３００Ｖ）の現像
が終了した後、静電潜像非画像部Ｉ０（Ｖ０＝−５０Ｖ
）が現像領域Ｑに進行してくると、この静電潜像非画像
部Ｉ０に磁気ブラシが接触する。そして、前記非画像部
Ｉ０と接触する磁気ブラシ先端のキャリアＣａでは、感
光体１００の対向面にトナーＴｏと逆極性の電荷（負電
荷）が現れる。これは、磁気ブラシでは、キャリアＣａ
に吸着しているトナーＴｏ（正帯電）がスリーブ１０２
に印加されている現像バイアス（ＶＢ＝−１５０Ｖ）に
引かれてスリーブ側（図において上方）に移動し、その
跡に電荷（負電荷）が残るからである。その結果、感光
体１００に付着している画像後端部のトナーＴｏが、前
記磁気ブラシ先端のキャリアＣａと接触し、このキャリ
アＣａの機械的接触力と電気的吸引力によって磁気ブラ
シに掻き取られ、その掻き取り跡が掠れ模様として画像
上に現れる。前端掠れ模様も同様にして発生する。

【０００７】第３の問題点は、低濃度画像の後に高濃度
画像が続く画像を現像する場合、低濃度画像後端部のト
ナーが掻き取られていわゆるリード部白抜けを生じると
いうことである。この現象も、現像スリーブの周速が感
光体の周速よりも速い場合に発生する。その発生過程を
、図２７（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。低濃度画像静電潜像Ｉ１（Ｖｉ１＝−３００Ｖ）の後に
高濃度画像静電潜像Ｉ２（Ｖｉ２＝−６００Ｖ）が続く
場合、現像領域Ｑでは静電潜像Ｉ１，Ｉ２が順に現像さ
れる。このとき、高濃度画像の静電潜像Ｉ２を現像して
トナーＴｏを失った磁気ブラシのキャリアＣａが低濃度
画像静電潜像Ｉ１に付着しているトナーに追い付いてこ
れに接触すると、磁気ブラシの掻き取り力と、トナーを
失った跡に残る電荷と感光体１０に付着しているトナー
との間に生じる電気的吸引力とにより、低濃度画像の静
電潜像Ｉ１の後端部に付着しているトナーＴｏが掻き取
られ、その掻き取り跡に画像の白抜けが発生する。

【０００８】第４の問題点は、スリーブ外周面に微小ギ
ャップを保持して規制板１０４を対向させ、この規制板
１０４で現像領域Ｑに搬送する現像剤量を規制している
ものでは、前記規制板１０４とスリーブ１０２との間に
トナーの塊や紙粉などの異物が詰まると、この異物によ
って現像剤１０６が退けられ、画像上に白すじ状の画像
欠損部が現れることである。

【０００９】第５の問題点は、現像によりトナーを失っ
たキャリアＣａが、図２５に示すように、静電潜像画像
部（−６００Ｖの領域）と非画像部（−５０Ｖの領域）
との境界部に生じる回り込み電界Ｅに捕獲されて、感光
体１００に付着するということである。

【００１０】（ｂ）同極型現像装置１０１ｂ同極型現像
装置１０１ｂでは、前記単極型現像装置１０１ａと同様
に、感光体１００との離れ際の現像剤が高密度であるこ
とから、エッジ効果が強調され過ぎる、画像先端部又は
後端部が掠れる、リード部白抜けを生じる、キャリア付
着を生じる、という問題点を有する。

【００１１】しかし、本現像装置１０１ｂでは、図２０
に示すように、感光体１００との対向部にこれと接触す
る２つの磁気ブラシ１０６ａ，１０６ｂが形成され、現
像剤は第１の磁気ブラシ１０６ａから第２の磁気ブラシ
１０６ｂに向かって飛翔し、このとき現像剤１０６はス
リーブ１０２の軸方向に撹乱される。つまり、現像剤は
３次元方向に撹乱される。したがって、規制部１０４の
先端に引っ掛った異物にトナーが退けられて出来た現像
剤不存在部は近傍の現像剤で消去され、規制部１０４の
先端に異物が詰まっても画像上に白すじ状の画像欠損部
が現れることはない。

【００１２】（ｃ）内極回転型現像装置１０１ｃ内極回
転型現像装置１０１ｃでは、エッジ効果が強調され過ぎ
る、キャリア付着が前記内極固定型の現像装置に比べて
多い、という問題点を有する。ここで、エッジ効果が強
調されるのは、前記内極固定型現像装置１０１ａ，１０
１ｂの場合と同様の理由による。また、キャリア付着が
多いのは、内極回転型現像装置１０１ｃの場合、現像剤
１０６の穂が磁石体１０３と共に高速で回転するため、
キャリアに作用する遠心力が内極固定型現像装置１０１
ａ，１０１ｂに比べて大きく、また感光体１００との離
れ際の現像剤に対する磁気吸引力が磁極の通過と共に周
期的に変化するからである。

【００１３】画像先端・後端の掠れ模様が生じない理由
を、図２８（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する
。静電潜像画像部Ｉ１の現像が終了し、静電潜像非画像
部Ｉ０が現像領域に進行してくると、静電潜像非画像部
Ｉ０に接触する磁気ブラシではトナー（正荷電）がスリ
ーブ１０２の現像バイアスＶＢ（＝−１５０Ｖ）に引か
れてスリーブ側に移動し、スリーブ１０２の感光体対向
面にトナーと逆極性の電荷（負電荷）が現れる。しかし
、キャリアＣａは磁石体１０３の回転と共にスリーブ側
（図中上方）に移動するので、このキャリアＣａと画像
部静電潜像Ｉ１に付着しているトナーＴｏとの間に電気
的な吸引力が作用せず、また電気的に吸引されることも
なく、画像先端又は後端のトナーＴｏが掻き取られて画
像上に掠れ模様が現れるということはない。

【００１４】リード部白抜けが生じない理由を、図２９
を参照して説明する。低濃度画像静電潜像Ｉ１及び高濃
度画像静電潜像Ｉ２の現像でトナーを失ったキャリアＣ
ａは、前述のように、スリーブ表面側に移動する。した
がって、トナーＴｏを失ったキャリアＣａが感光体１０
０に付着しているトナーＴｏに接触し、このトナーＴｏ
を掻き取るということはない。それゆえ、画像上にリー
ド部白抜けが現れることはない。

【００１５】規制部先端の異物詰まりによっても画像に
白すじが現れないのは、磁石体１０３の回転により現像
剤が３次元方向に撹乱され、異物によって現像剤が排除
された現像剤不存在部には近傍の現像剤が補充されて消
去されるからである。現像装置１０１ａ，１０１ｂ，１
０１ｃの問題点を表１にまとめて示した。

【００１６】

【表１】　　　　問題点　　　　現像装置１０１ａ　　現像装置
１０１ｂ　　現像装置１０１ｃ　　　　　　■　　　　
　　　　　　　　×　　　　　　　　　　　　　　　　
×　　　　　　　　　　　　　　　　×　　　　　　■
　　　　　　　　　　　　×　　　　　　　　　　　　
　　　　×　　　　　　　　　　　　　　　　○　　　
　　　■　　　　　　　　　　　　×　　　　　　　　
　　　　　　　　×　　　　　　　　　　　　　　　　
○　　　　　　■　　　　　　　　　　　　×　　　　
　　　　　　　　　　　　○　　　　　　　　　　　　
　　　　○　　　　　　■　　　　　　　　　　　　△
　　　　　　　　　　　　　　　　△　　　　　　　　
　　　　　　　　×※１　　　　■：エッジ効果 ■：画像先端・後端の掠れ模様 ■：リード部白抜け ■：規制部の異物詰まりによる白抜け ■：キャリア付着 ※２　　　　×：問題なし △：やや問題あり ○：問題あり

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置および
画像形成装置は、前記問題点を解決するためになされた
もので、同極型現像装置に属し、非回転状態に固定され
た磁石体（３）の周囲を移動するスリーブ（２）の外周
に現像剤（Ｄ）を保持し、この現像剤（Ｄ）を感光体（
１０）に接触させて静電潜像を現像する現像装置におい
て、前記磁石体（３）の感光体対向部に同極性の２つの
磁極（Ｎ１，Ｎ２）が隣接する同極部（Ｎ０）を設け、
前記２つの磁極（Ｎ１，Ｎ２）を、前記２つの磁極間で
スリーブ外周面上に連続的に現像剤（Ｄ）が保持され、
前記２つの磁極（Ｎ１，Ｎ２）のうちスリーブ回転方向
上流側に位置する磁極（Ｎ１）に保持されている現像剤
（Ｄ１）と前記２つの磁極（Ｎ１，Ｎ２）の中間部に保
持されている現像剤（Ｄ１２）とが感光体（１０）に接
触し、スリーブ回転方向下流側に位置する磁極（Ｎ２）
に保持されている現像剤（Ｄ２）が感光体（１０）と非
接触となるように設定したものである。

【００１８】前記現像装置は、前記２つの磁極（Ｎ１，
Ｎ２）のうち、スリーブ回転方向下流側に位置する磁極
（Ｎ２）に近接して磁性体（１２）または前記磁極（Ｎ
２）と異なる極性の磁界発生手段を設けたものであって
もよい。

【００１９】画像形成装置は、感光体（１０）の内側に
第２の磁石体（２５）を設け、この第２の磁石体（２５
）における前記２つの磁極（Ｓ１，Ｓ２）と同一極性の
磁極（Ｓ’，Ｓ’）を、前記同極部（Ｓ１，Ｓ２）に対
向させてもよい。

【００２０】また、感光体（３２）とこれに押圧された
転写ローラ（３８）との間に形成されるニップ部（５０
）に転写シート（４０）を導入し、前記感光体（３２）
上に形成されたトナー像を前記転写シート（４０）に転
写するローラ転写型のものであってもよい。

【００２１】

【作用】前記現像装置および画像形成装置では、感光体
（１０）とスリーブ（２）とが対向する領域で、磁極（
Ｎ１）とこれと同極性の磁極（Ｎ２）との中間部におい
て、前記２つの磁極（Ｎ１，Ｎ２）の磁界が反発し、反
発磁界（Ｈ０）が形成されている。したがって、スリー
ブ回転方向上流側磁極（Ｎ１）の対向部に搬送されてき
た現像剤（Ｄ１）は、該磁極（Ｄ１）の磁力によって強
力に保持され、その下流側に反発磁界（Ｈ０）が存在す
ることとも相俟って、磁極（Ｎ１）の対向部で高密度状
態の溜まりを形成し、ここで現像剤（Ｄ）は撹乱される
。また、磁極（Ｎ１）の対向部に保持された現像剤は、
順次上流側から送られて来る現像剤（Ｄ）に押され、ス
リーブ（２）の表面に保持されながら、つまり飛翔する
ことなく下流側に移動していく。ここで、磁極（Ｎ１）
と磁極（Ｎ２）の中間部では反発磁界（Ｈ０）が形成さ
れているので、前記中間部を通過する現像剤（Ｄ１２）
は低密度状態になっている。また、磁極（Ｎ２）の対向
部では、現像剤（Ｄ２）は磁極（Ｎ２）に強力に保持さ
れている。しかし、磁極（Ｎ２）の下流側には前記反発
磁界（Ｈ０）のように、現像剤の搬送を妨げるものはな
いので、現像剤が溜まりを形成することはない。

【００２２】感光体（１０）の静電潜像は、磁極（Ｎ１
）および磁極（Ｎ１）と磁極（Ｎ２）の中間部に保持さ
れている現像剤（Ｄ１）および（Ｄ１２）と接触して現
像される。つまり、現像は、最も低密度の現像剤との接
触をもって終了する。

【００２３】磁性体（１２）または磁界発生手段を設け
た現像装置では、下流側の磁極対向部に移動した現像剤
（Ｄ２）は、磁極（Ｎ２）と磁性体（１２）との間に形
成される磁界に捕獲され、落下、飛散することはない。また、下流側磁極（Ｎ２）に保持された現像剤（Ｄ２）
と感光体（１０）との接触が断たれる。

【００２４】感光体（１０）の内側に磁石体（２５）を
設けた画像形成装置では、２つの磁石体（３，２５）に
よって形成される反発磁界によって、下流側の磁極（Ｓ
２）に保持されている現像剤（Ｄ２）と感光体（１０）
との接触が断たれる。

【００２５】ローラ転写の画像形成装置では、前記現像
装置によって感光体上にはエッジ効果の弱いトナー像が
作成されるので、転写時にトナー像が広がることがない
。

【００２６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１は現像装置の現像部を示す。本現
像装置は同極型現像装置に属し、現像ローラ１において
、スリーブ２に内蔵されている磁石体３には、感光体１
０との対向部に同一極性の２つの磁極Ｎ１，Ｎ２を隣接
配置して同極部Ｎ０が設けてあり、磁極Ｎ１，Ｎ２の対
向部に磁界Ｈ１，Ｈ２が形成され、これらの間に反発磁
界Ｈ０が形成されている。磁石体外周部のその他の領域
にも磁極が形成されており、これら磁極は原則としてＮ
極とＳ極が交互に位置するように配置してあり、前記磁
極Ｎ１の上流側に磁極Ｓ１、磁極Ｎ２の下流側に磁極Ｓ
２が設けてある。

【００２７】前記磁極Ｎ１とＮ２の間隔は、これら磁極
Ｎ１，Ｎ２の磁力分布が、図２に示すように、磁極Ｎ１
，Ｎ２の中間部で谷が形成され、かつ落ち込み部（谷の
部分）Ｐｄの磁力Ｍｄがピーク部（山の部分）Ｐｕの磁
力Ｍｕの６０〜９０％になるように設定されている。

【００２８】前記現像装置では、トナーとキャリアとか
らなる二成分系の現像剤が現像ローラ１に供給される。現像ローラ１に供給された現像剤は、磁石体３の磁力に
よってスリーブ外周面に保持される。また、現像剤は矢
印ａ方向に回転するスリーブ２と共に同方向に搬送され
、規制板４で規制される。規制板４の先端を通過した現
像剤は、磁極Ｎ１，Ｎ２が対向する感光体１０とスリー
ブ２の近接領域を通過していく。

【００２９】ここで、磁極Ｎ１と磁極Ｓ１との間に磁界
Ｈ１が形成され、また、磁極Ｎ２と磁極Ｓ２との間に磁
界Ｈ２が形成され、磁極Ｎ１とＮ２の中間部で前記２つ
の磁界Ｈ１，Ｈ２が反発し、反発磁界Ｈ０が形成されて
いる。したがって、図３に示すように、磁極Ｎ１の対向
部に搬送された現像剤Ｄ１は磁極Ｎ１の磁力によって磁
気ブラシ状態で強力に保持されると共に、前記磁界Ｈ１
に沿って進行方向（矢印ａ方向）とは逆の方向に傾斜す
る。このため、磁極Ｎ１に拘束された現像剤Ｄ１は溜ま
りを形成し、この溜まりの中で３次元方向に撹乱される
。

【００３０】次に、磁極Ｎ１に保持されている現像剤Ｄ
１は、上流側から搬送されてくる現像剤Ｄに押され、磁
極Ｎ１に保持できなくなったものから順次磁極Ｎ２に移
動する。ここで、前述のように、磁極Ｎ１とＮ２の中間
部における落ち込み部Ｐｄの磁力Ｍｄは、ピーク部Ｐｕ
の磁力Ｍｕの６０〜９０％に設定されているので、前記
中間部に位置するスリーブ上においても現像剤Ｄ１２は
磁気ブラシ状態で保持される。すなわち、現像剤Ｄは、
飛翔することなく磁極Ｎ１の対向部から磁極Ｎ２の対向
部に移動する。ただし、前記中間部では磁界が反発して
いるので現像剤Ｄ１２の密度は極めて低く、現像スリー
ブ表面が現像剤Ｄ１２を介して目視観察できる程度であ
る。

【００３１】次に、中間部を通過した現像剤は、磁極Ｎ
２の磁力によってスリーブ外周に強く保持される。しか
し、磁極Ｎ２の下流側にはこれと同極性の磁極が存在し
ないこともあって、磁極Ｎ２に保持された現像剤Ｄ２は
溜まりを形成することなく磁極Ｓ２に向かってスムーズ
に下流側に搬送されていく。したがって、磁極Ｎ２の磁
力に保持された現像剤Ｄ２は、中間部における現像剤Ｄ
１２よりも高密度で、磁極Ｎ１に保持される現像剤Ｄ１
よりも低密度、すなわち中密度である。

【００３２】以上のようにして搬送される現像剤に対し
て、感光体１０は磁極Ｎ１に保持される現像剤Ｄ１と中
間部に保持される現像剤Ｄ１２と接触し、電源５よりス
リーブ２に印加されているバイアスＶＢと感光体１０の
外周面に形成されている静電潜像の電圧との電位差に基
づいて、前記静電潜像にトナーが付着して現像が行われ
る。すなわち、感光体上の静電潜像は、低密度現像剤Ｄ
１２との接触をもって現像を終了し、下流側磁極Ｎ２に
保持された中密度の現像剤Ｄ２と接触することはない。

【００３３】そのため、静電潜像のエッジ部に付着する
トナー量がこれに囲まれた中央領域のトナー付着量より
も極めて多くなるということはない。したがって、図４
に示すように、トナー付着量の均一なエッジ効果の弱い
フラットなトナー像６が得られ、図５に示すように、異
なる色のトナー像６ａ，６ｂ，６ｃを重ねても、全体の
色調を均一に保つことができる。

【００３４】また、前記現像装置では、画像部の前方に
トナーカブリを生じることもない。すなわち、図６（ａ
），（ｂ），（ｃ）に示すように、飛翔する現像剤が感
光体１０に衝突すると、その衝撃によって静電潜像画像
部Ｉ２に付着しているトナーＴｏが弾き出され、この弾
き出されたトナーＴｏが静電潜像非画像部Ｉ０に付着し
てトナーカブリを生じる。しかし、前記現像装置では、
現像剤は飛翔することなく常にスリーブ２の外周に保持
されているので、現像剤の飛翔に伴うトナーカブリの発
生はない。

【００３５】同じく、トナー飛散、それに伴う機内汚染
の発生もない。すなわち、飛翔した現像剤が再びスリー
ブへ回収される際、回収時の衝撃によって多量のトナー
が現像剤穂から飛散し、トナーカブリや、機内汚染の原
因となる。しかし、前記現像装置では、現像剤は常にス
リーブ２の外周に保持されているので、現像剤の飛翔に
伴うトナーカブリ、機内汚染の発生はない。

【００３６】また、図１に示すように、磁極Ｎ１の対向
部では、磁界Ｈ１の磁力線が上流側の磁極Ｓ２に向かっ
て形成されているので、この磁界Ｈ１に沿って磁気ブラ
シが形成され、磁気ブラシ先端側の現像剤は磁極Ｓ１に
向かう搬送方向と逆方向の力を受ける。そのため、図７
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、静電潜像非画像
部Ｉ０に接触する磁気ブラシでは、キャリアに拘束され
ているトナーが現像バイアスＶＢ（−１５０Ｖ）によっ
て電気的に吸引されてスリーブ側に移動し、キャリアＣ
ａの感光体対向部にはトナーと逆極性の電荷が現れるが
、前述のように磁気ブラシは搬送方向と逆方向の力を受
けるので、磁気ブラシ先端のキャリアはスリーブ側（図
中上方）に移動する。したがって、キャリアのトナーに
対する電気的な掻き取り力が弱く、画像先端部および後
端部に掠れ模様が生じることはない。同様の理由から、
図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、低濃度画像
静電潜像Ｉ１の後ろに高濃度画像静電潜像Ｉ２が続く場
合でも、低濃度画像後端部のトナーが磁気ブラシに掻き
取られてリード部白抜けを生じるということもない。

【００３７】さらに、磁極Ｎ１に保持された現像剤は３
次元方向に撹乱されるので、たとえ規制板４とスリーブ
２との間に異物が詰まっても、異物に退けられた現像剤
の不存在部分に現像剤が供給され、白すじなどの画像欠
損部の無い画像が得られる。

【００３８】さらにまた、感光体１０から離れ際の現像
剤は密度が低いことから、トナーを失ったキャリアが静
電潜像周縁部における回り込み電界に捕獲されて感光体
１０に付着することも少なく、感光体１０へのキャリア
付着が減少する。

【００３９】現像装置の同極部における磁極Ｎ１，Ｎ２
の磁力、位置関係等を変え、それぞれの場合について地
肌かぶり等の有無を観察した。結果を表２に示す。表２
中、■〜■はそれぞれ観察項目を示し、■：地肌かぶり
、■：エッジ効果、■：リード部白抜け、■：白すじ、
である。また、○は良好（問題のない程度）、△は実用
上支障ない程度、×は実用上支障あり、を意味する。ま
た、ここで使用したスリーブの外径は２４．５ｍｍ、ス
リーブの周速度は３８ｃｍ／ｓｅｃ、感光体の周速度は
２５ｃｍ／ｓｅｃであった。

【表２】　　　　実験　　　　Ｍｕ（Ｇ）　　Ｍｄ（Ｇ）　　Ｍ
ｄ／Ｍｕ　　　　■　　■　　■　　■　　　　　　１
　　　　１，０００　　１，０００　　　　１．０　　
　　　　○　　×　　×　　×　　　　　　２　　　　
１，２００　　１，０８０　　　　０．９　　　　　　
○　　△　　△　　△　　　　　　３　　　　１，１６
０　　　　　　９２０　　　　０．７９　　　　○　　
○　　○　　○　　　　　　４　　　　１，２００　　
　　　　８３０　　　　０．６９　　　　△　　○　　
○　　○　　　　　　５　　　　１，５８０　　　　　
　７８０　　　　０．４９　　　　×　　○　　○　　
○

【００４０】この表２に示すように、（ａ）Ｍｄ／Ｍｕ＝１．０の場合、■：エッジ効果、■
：リード部白抜け、■：白すじの項目において支障を生
じた。（ｂ）Ｍｄ／Ｍｕ＝０．６９〜０．９の場合、すべての
項目が実用上支障の無い状態であった。（ｃ）Ｍｄ／Ｍｕ＝０．４９の場合、■：地肌かぶりの
点で支障を生じた。

【００４１】したがって、Ｍｄ／Ｍｕがほぼ０．６〜０
．９の範囲であれば、同極部の中間にも現像剤が保持さ
れ、この中間に保持された現像剤によって現像が最終的
に行われ、地肌かぶり、エッジ効果、リード部白抜け、
白すじの無い良質な画像が得られることが理解できる。

【００４２】現像装置では、図９に示すように、現像ロ
ーラ１の下部ケーシング１１を感光体１０と現像ローラ
１の対向部近傍まで延設してその先端部に磁性体１２を
設けるとともに、磁極Ｎ２をケーシング１１の内側に配
置してもよい。この場合、磁極Ｎ１から磁極Ｎ２の対向
部に移動する現像剤は、前記磁性体１２と磁極Ｎ２との
間に形成される磁界に捕獲されるので、現像剤が現像装
置から落下したり、感光体１２に付着したりすることが
なく、カブリ等の汚れの無い画像が得られると共に、機
械の内部を清潔に維持することができる。

【００４３】現像装置は、現像ローラが１つだけのもの
に限らず、複数の現像ローラを有するものであってもよ
く、例えば、図１０に示すように、前記現像ローラ１と
同様の現像ローラ１３，１４を感光体１０の側部に複数
配置し、これら現像ローラ１３，１４で静電潜像を２回
に亘って現像するようにしてもよい。このようにすれば
、高速の複写機においても、エッジ効果の弱いフラット
な画像を得ることができる。

【００４４】また、現像装置は、図１１に示すように、
前記現像ローラ１と同一の現像ローラ１５と、単極型の
現像ローラ１６とを有し、これら２つの現像ローラ１５
，１６を同時に駆動して、第１の現像ローラ１５でエッ
ジ効果の弱い画像を形成し、第２の現像ローラ１６でエ
ッジ効果の効いた画像を形成するようにしてもよい。この場合、ソリッド画像とライン画像を、これらの特徴
を維持した状態で再現することができる。なお、図１２
に示すように、現像ローラ１５と１６は、その配置順序
を逆にしてもよい。

【００４５】画像形成装置は、複数の現像装置を有する
ものであってもよい。例えば、図１３に示すように、感
光体１０の移動方向に沿って、それぞれがイエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックのトナーを含む４台の現像装
置１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７ＢＫを配置するととも
に、第１から第３番目の現像装置１７Ｙ，１７Ｍ，１７
Ｃに前記実施例の現像ローラ１を採用し、第４番目の現
像装置１７ＢＫに従来の現像ローラ１０１ａを採用する
ようにしてもよい。この場合、第１から第３番目の現像
装置１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃによって作成されるカラー
画像はエッジ効果の弱いものとなる。したがって、これ
らの三色を重ね合わせてもエッジ部を含むすべての領域
の画像が同一の色調で再現される。また、第４番目の現
像装置１７ＢＫによってブラックの画像だけがエッジ効
果の効いたものとなる。なお、ブラックの画像だけエッ
ジ効果を効かせるようにしたのは、一般にブラックの画
像には線画像が多いからである。ただし、必要に応じて
、第４番目の現像装置１７ＢＫも他の現像装置１７Ｙ，
１７Ｍ，１７Ｃと同様に前記実施例の現像ローラを採用
してもよい。

【００４６】また、図１４に示すように、第４番目の現
像装置１７ＢＫについては、感光体１０の対向部に同極
性の磁極を隣接するように配置し、両磁極に保持された
現像剤を共に感光体に接触させるようにしてもよい。こ
の場合、現像剤と感光体との離れ際の現像剤密度が高い
ので、本現像装置によって顕像化されるブラックの画像
はエッジ効果の効いたものとなる。また、感光体上のト
ナーに対する現像剤の掻取力が弱いので、図示していな
いが、感光体１０から一度中間転写体または記録紙に転
写してから次の色を現像する方式以外に、感光体１０の
上に順次トナー像を重ね合わせることも可能である。

【００４７】さらに、感光体の側部に複数の現像ローラ
を配置した画像形成装置にあっては、例えば図１５に示
すようにしてもよい。すなわち、感光体１０の移動方向
に対して下流側に位置する現像ローラ１ｂに、前記現像
ローラ１と同様に感光体対向部に同一極性の磁極（Ｓ極
）を隣接した形式のものを使用し、感光体１０の内部に
磁石２５を設け、前記磁極（Ｓ極）に同一極性の磁極（
Ｓ極）を対向させるようにしてもよい。なお、上流側の
現像ローラ１ａは単極固定型としてあるので、該現像ロ
ーラ１ａによって作成されるトナー像はエッジ効果の効
いた画像となる。一方、下流側の現像ローラ１ｂではエ
ッジ効果の弱いトナー像が得れらる。したがって、本画
像形成装置では、ソリッド画像とライン画像をそれぞれ
の特徴を生かした状態で再現することができる。

【００４８】図１６は本発明をローラ転写型のプリンタ
に適用した例を示す。このプリンタ３１では、感光体３
２が矢印方向に回転し、その外周感光体層が帯電器３３
で６００〜８００Ｖに帯電される。レーザ光学ヘッド３
４は画像情報に応じてレーザ光３５を発射し、これを感
光体３２の帯電領域に照射して静電潜像を形成する。現
像装置３６はトナーとキャリアとからなる二成分系の現
像剤を備え、前記静電潜像に荷電トナーを供給してトナ
ー像を形成する。転写ベルト３７は電気絶縁材からなり
、転写ローラ３８と従動ローラ３９に巻回されている。転写ローラ３８は、芯金に導電性発泡材を外装し、該導
電性発泡材の表面を導電性フィルムで被覆したもので、
電気抵抗値が１０５〜１０１０Ω・ｃｍとしてある。ま
た、転写ローラ３８は８００〜１，５００Ｖの電圧が印
加され、図示しないスプリングで転写ベルト３７を介し
て感光体３２に押圧されている。

【００４９】そして、転写ベルト３７は、転写ローラ３
８の駆動により、感光体３２の回転方向と逆方向に回転
し、感光体３２と転写ベルト３７との接触部では、両者
は互いに同一の方向に移動する。転写シート４０はカー
トリッジ４１に収容されており、カートリッジ４１から
点線に沿って給紙され、タイミングローラ４２により、
前記トナー像に同期して感光体３２と転写ローラ３８と
の圧接部（以下、「ニップ部」という。）５０において
、転写ベルト３７と感光体３２との間に導入され、ここ
で感光体３２上のトナー像が転写シート４０に押圧・転
写される。このとき、ニップ部５０において、感光体３
２と転写ベルト３７は同一方向に同一速度で移動するの
で、感光体３２のトナー像が転写ずれを生じることなく
転写シート４０に転写される。

【００５０】転写シート４０に転写されることなく感光
体３２に残存するトナーは、感光体３２と接触しながら
回転するファーブラシ４３で掻き取られる。ファーブラ
シ４３に掻き取られたトナーは回収ローラ４４で補獲さ
れ、容器４５に回収される。また、感光体３２上の残留
電荷はイレース光４６で消去されて次回の作像に備える
。

【００５１】一方、トナー像が転写された転写シート４
０は、転写ベルト３７との電気的吸引力によって保持さ
れながら定着装置４７に搬送され、ここでトナー像が溶
融定着されたのち、フェイスアップトレー４８又はフェ
イスダウントレー４９のいずれかに排出される。

【００５２】次に、現像装置３６の現像部の構成につい
て図１７を参照して説明する。現像装置３６の現像部に
は、現像ローラ５１が配置されている。この現像ローラ
５１は、回転駆動する円筒状のスリーブ５２と、その内
側に固定状態に配置された磁石体５３とで構成され、前
記スリーブ５２の外周面に規制板５４が対向させてある
。

【００５３】ここで、スリーブ５２には電源５５でバイ
アスＶＢが印加されており、このバイアスＶＢの値は、
正規現像のときは１００〜１５０Ｖ、反転現像のときは
５５０〜７５０Ｖに設定される。また、スリーブ５２と
感光体３２との間隔（以下、「現像ギャップ」という。）ＤＳは０．７ｍｍ、スリーブ５２と規制板５４との間
隔（以下、規制ギャップ」という。）ＤＢは０．５ｍｍ
に設定されている。

【００５４】磁石体５３は、外周部に、スリーブ中心軸
と同方向に延在する複数の磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２，Ｓ２
，Ｎ３，Ｓ３がこの順序で回転方向に着磁してある。ま
た、同極性の磁極Ｎ１とＮ２は、それらの回転角が３０
°に設定され、これら磁極Ｎ１と磁極Ｎ２が感光体３２
に対向させてある。さらに、磁極Ｎ１，Ｎ２の強さはス
リーブ外周面上で８００〜１，２００ガウスとなるよう
に設定され、磁極Ｎ１と磁極Ｎ２との間の磁力落ち込み
量は、磁極Ｎ１，Ｎ２のうち磁力の大きい方の約６０〜
９０％となるように設定してある。

【００５５】前記構成において、トナーとキャリアは図
示しない撹拌装置で混合され、トナーとキャリアがそれ
ぞれ逆の極性に帯電された状態で現像ローラ５１に供給
される。なお、キャリアは、バインダキャリア、フェラ
イトキャリア、鉄粉キャリア、あるいはそれらにオーバ
ーコートしたもののいずれでもよい。

【００５６】現像ローラ５２に供給された現像剤は、磁
石体５３の磁極Ｓ１に吸引されてスリーブ５２の外周面
に保持される。また、スリーブ５２に保持された現像剤
は、スリーブ５２の回転と共に矢印方向に搬送され、規
制板５４で搬送量が規制される。規制板５４の先端を通
過した現像剤は磁極Ｎ１の対向部に搬送される。

【００５７】ここで、磁極Ｎ１とＮ２は同極性であるか
ら、磁極Ｎ１の磁力線は磁極Ｓ１に収束し、磁極Ｎ２の
磁力線は磁極Ｓ２に収束している。したがって、磁極Ｎ
１の対向部に搬送された現像剤は、磁極Ｎ１と磁極Ｓ１
との間に形成される磁界と磁極Ｎ１とＮ２の反発磁界に
より拘束されて現像剤溜まり５６を形成する。

【００５８】現像剤溜まり５６の現像剤は、上流側から
搬送されてくる現像剤に押され、磁気ブラシ状態で飛翔
することなくスリーブ５２に保持された状態で磁極Ｎ２
の対向部に移動していく。また、磁極Ｎ２に保持された
現像剤は、スリーブ５２の回転とともに矢印方向に搬送
され、磁極Ｓ２，Ｎ３，Ｓ３の対向部を通過し、磁極Ｓ
３とこれと同極性の磁極Ｓ１との間で磁石体５３の磁気
拘束力から解放されスリーブ５２から落下する。

【００５９】一方、感光体３２の表面に形成された静電
潜像は、前記磁極Ｎ１に保持された現像剤溜まり５６の
現像剤と、磁極Ｎ１と磁極Ｎ２との中間部に保持された
現像剤５７と接触して可視像化される。ここで、前述の
ように、磁極Ｎ１に保持された現像剤５６は高密度、磁
極Ｎ１と磁極Ｎ２の中間に保持された現像剤５７は低密
度、磁極Ｎ２に保持された現像剤５８は中密度である。

【００６０】したがって、可視像化されたトナー像はエ
ッジ効果が弱く、フラットな画像である。そのため、ニ
ップ部５０において、感光体３２上のトナーはほぼ完全
に転写シート５０に転写され、転写後の感光体３２に残
るトナー量が極めて僅かとなる。また、当然のことなが
ら、地肌カブリ、画像先端・後端掠れ、リード部白抜け
、規制部材による白抜け、キャリア付着も無い。

【００６１】前記プリンタは二成分系の現像剤を使用す
るものであったが、一成分の磁性トナーだけでなる現像
剤を使用するものであってもよい。この場合、磁極Ｎ１
，Ｎ２の磁力は、スリーブ外周面上で７００〜１，３０
０ガウスとする。また、現像ギャップＤＳは０．２５〜
０．３ｍｍ、規制ギャップＤＢは０．１５〜０．２ｍｍ
とする。

【００６２】本発明にかかる現像装置に使用するスリー
ブの外周面は、図１８に示すように、軸方向の凹溝２０
１（深さ５〜５００μｍ）を等間隔に形成するか、また
は、ブラスト処理等によって同程度の微小凹凸を形成し
たものであることが望ましい。その理由は、スリーブ外
周面が鏡面の場合、上流側の磁極Ｎ１に保持された現像
剤がスリップし易く、そのために、磁極Ｎ１と磁極Ｎ２
との中間部に搬送されない事態が生じたり、また、現像
剤が飛翔しない条件に磁力を設定することが非常に難し
いが、表面を粗くすれば、現像剤に対するスリーブの摩
擦力が大きくなり、現像剤搬送力が向上して、磁極中間
部への現像剤の搬送や、磁力設定が容易になるからであ
る。

【００６３】また、スリーブに印加するバイアスＶＢは
、直流に交流を重畳したものが望ましい。これは、交流
を重畳することによって、現像剤に振動が加わり、感光
体に対するトナー供給能力が向上し、十分な画像濃度の
確保が容易になるからである。ただし、交流は、周波数
が０．５ＫＨＺ〜５ＫＨＺ、電圧（ピークツーピーク）
／現像ギャップ（感光体とスリーブとの間隔）が１〜１
０ＫＶ／ｍｍであることが望ましい。この範囲が適当な
のは、周波数が０．５ＫＨＺ以下のときは画像上に縞模
様が発生し、５ＫＨＺ以上のときは前記濃度向上の効果
が得られなくなるからで、電圧／現像ギャップが１ＫＶ
／ｍｍ以下のときは前記濃度向上の効果が得られず、１
０ＫＶ／ｍｍ以上のときは感光体とスリーブとの間でリ
ークが発生するからである。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る同極型現像装置およびこの現像装置を有する画像形
成装置では、同極部における二つの磁極の中間部に対向
する領域にも現像剤を保持し、該中間部の低密度現像剤
との接触をもって現像を終了するようにしている。

【００６５】したがって、静電潜像のエッジ部だけに多
くのトナーが付着することがなく、エッジ効果の弱い画
像を得ることができる。そのため、網点画像の原稿を現
像しても個々の網点が正確に再現されるし、複数のカラ
ー像を重ねて画像を形成する画像形成方法にあっても全
体に均一濃度の画像を得ることができる。

【００６６】また、上流側磁極の対向部では、この磁極
から発生している磁力線はさらに上流側の磁極に向かっ
て形成されているので、磁気ブラシの先端が寝た状態に
なるとともに、上流側の磁極へ逆流するような力を受け
るため、ほぼ直線状に伸びた従来の現像装置の磁気ブラ
シに比べてトナー掻き取り効果が弱い。そのため、画像
先端部におけるはけ筋や後端部分における掠れが減少し
、輪郭のはっきりした画像が得られるとともに、リード
部白抜けも防止できる。

【００６７】さらに、磁極の対向部に形成される磁気ブ
ラシ現像剤は３次元方向に撹乱されるので、たとえ規制
板とスリーブとの間に異物の詰まっていても、異物に対
応した現像剤の不存在部分が消去され、白すじの無い画
像が得られる。

【００６８】さらにまた、感光体に接触する現像剤の密
度が低いことから、キャリアが静電潜像周縁部における
回り込み電界により感光体に付着する確率が極めて低く
、感光体へのキャリア付着が減少する。

【００６９】すなわち、本発明にかかる現像装置は、従
来の現像装置に比べて、（イ）エッジ効果が強調されず
均一濃度の画像を得ることができる、（ロ）画像先端部
および後端部に掠れ模様の無い画像が得られる、（ハ）
規制部先端に異物が詰まっても画像上に白筋が現れるこ
とがない、（ニ）地肌かぶりやキャリア付着の問題を生
じることがない、などの種々の利点を有する。

【００７０】また、下流側の磁極に近接して磁性体を設
けたものでは、上流側の磁極対向部から搬送されてくる
現像剤が前記磁極と磁性体との間に形成される磁界に確
実に捕獲され、下流側磁極に保持される現像剤と感光体
との接触が確実に防止される。加えて、現像剤の落下が
防止されるので、画像形成装置の内部を清潔に維持する
ことができる。

【００７１】さらに、感光体の内側に第２の磁石体を配
置したものでも、下流側の磁極に保持された現像剤と感
光体との接触、および現像剤の落下飛散を確実に防止す
ることができる。

【００７２】さらにまた、前記現像装置を組み込んだロ
ーラ転写型の画像形成装置では、可視像化されたトナー
像はエッジ効果が弱くフラットな画像であるから、ニッ
プ部において、感光体上のトナーがほぼ完全に転写シー
トに転写され、転写後の感光体に残るトナー量が極めて
僅かとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　現像装置の部分断面図である。

【図２】　　同極部の磁力分布図である。

【図３】　　現像部における現像剤の状態を示す説明図
である。

【図４】　　トナーの付着状態を示す断面図である。

【図５】　　トナーを重ねた付着状態を示す断面図であ
る。

【図６】　　現像剤の飛翔に伴うトナー飛散の説明図で
ある。

【図７】　　現像部における現像剤の状態を示す説明図
である。

【図８】　　現像部における現像剤の状態を示す説明図
である。

【図９】　　磁性体を有する現像装置の部分断面図であ
る。

【図１０】　　現像装置の部分断面図である。

【図１１】　　現像装置の部分断面図である。

【図１２】　　現像装置の部分断面図である。

【図１３】　　画像形成装置の部分断面図である。

【図１４】　　画像形成装置の部分断面図である。

【図１５】　　画像形成装置の部分断面図である。

【図１６】　　プリンタの断面図である。

【図１７】　　プリンタの部分断面図である。

【図１８】　　スリーブの部分正面図である。

【図１９】　　単極型現像装置の部分断面図である。

【図２０】　　同極型現像装置の部分断面図である。

【図２１】　　内極回転型現像装置の部分断面図である
。

【図２２】　　エッジ効果の強いトナー像の断面図であ
る。

【図２３】　　定着トナー像の断面図である。

【図２４】　　定着トナー像の断面図である。

【図２５】　　画像境界部における磁界の存在状態を示
す図である。

【図２６】　　画像前端・後端の掠れ模様の発生を説明
する図である。

【図２７】　　リード部白抜けの発生を説明する図であ
る。

【図２８】　　内極固定型現像装置の現像部における現
像剤の状態を説明する図である。

【図２９】　　内極固定型現像装置の現像部における現
像剤の状態を説明する図である。

【符号の説明】

１…現像ローラ、２…スリーブ、３…磁石体、４…規制
板、１０…感光体、Ｎ０…同極部、Ｎ１，Ｎ２…磁極、
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１２…現像剤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　非回転状態に固定された磁石体の周囲
を移動するスリーブの外周に現像剤を保持し、この現像
剤を感光体に接触させて静電潜像を現像する現像装置に
おいて、前記磁石体の感光体対向部に同極性の２つの磁
極が隣接する同極部を設け、前記２つの磁極を、前記２
つの磁極間でスリーブ外周面上に連続的に現像剤が保持
され、前記２つの磁極のうちスリーブ回転方向上流側に
位置する磁極に保持されている現像剤と前記２つの磁極
の中間部に保持されている現像剤とが感光体に接触し、
スリーブ回転方向下流側に位置する磁極に保持されてい
る現像剤が感光体と非接触となるように設定したことを
特徴とする現像装置。
【請求項２】　　前記２つの磁極のうち、スリーブ回転
方向下流側に位置する磁極に近接して磁性体または前記
磁極と異なる極性の磁界発生手段を設けたことを特徴と
する請求項１の現像装置。
【請求項３】　　非回転状態に固定された磁石体の周囲
を移動するスリーブの外周に現像剤を保持し、この現像
剤を感光体に接触させて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、前記磁石体の感光体対向
部に同極性の２つの磁極が隣接する同極部を設け、前記
２つの磁極を、前記２つの磁極間でスリーブ外周面上に
連続的に現像剤が保持され、前記２つの磁極のうちスリ
ーブ回転方向上流側に位置する磁極に保持されている現
像剤と前記２つの磁極の中間部に保持されている現像剤
とが感光体に接触し、スリーブ回転方向下流側に位置す
る磁極に保持されている現像剤が感光体と非接触となる
ように設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】　　前記感光体の内側に第２の磁石体を設
け、この第２の磁石体における前記２つの磁極と同一極
性の磁極を、前記同極部に対向させたことを特徴とする
請求項３の画像形成装置。
【請求項５】　　前記画像形成装置が、感光体とこれに
押圧された転写ローラとの間に形成されるニップ部に転
写シートを導入し、前記感光体上に形成されたトナー像
を前記転写シートに転写するものであることを特徴とす
る請求項４の画像形成装置。