JPH0844214A - 現像装置及びこれを用いた多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多色画像形成時において、既に形成されたト
ナー像を乱すことなく、充分な現像性を確保でき、しか
も、長期走行において現像性低下を回避する。 【構成】 回転可能な非磁性スリーブ２内に磁石部材３
が固定設置される現像剤担持体１を有し且つ二成分現像
剤Ｇを用いた非接触現像装置において、上記潜像担持体
４に対向する現像剤担持体１の有効現像領域ｍに対して
現像剤担持体１の周方向に沿う水平磁界成分ＳHが作用
するように水平磁界生成磁極７を設ける一方、上記現像
剤担持体１の有効現像領域ｍの一部あるいは近傍には、
現像剤担持体１上の現像剤Ｇが一旦溜まった後に現像剤
担持体１の周方向に沿って急速摺動するという挙動促進
磁界成分ＳF形成用の制御磁極５を設けると共に、この
制御磁極５に対向する部位には、当該制御磁極５によっ
て挙動促進された現像剤Ｇが衝合する非磁性の衝突部材
６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、単色あるいは多色画
像を形成する電子写真方式の複写装置あるいはプリンタ
等の画像形成装置にて用いられる現像装置に係り、特
に、現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成し、潜像担持
体上の潜像を非接触状態で現像する現像装及びこれを用
いた多色画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光体上に形成された静電潜像を
現像装置にて現像し、その後、記録紙上に転写する複写
装置等において、感光体表面に現像剤を接触させて静電
潜像を顕像化する、二成分磁気ブラシを使用した現像装
置が多数提案されてきた。この装置はトナー濃度制御の
複雑化、装置の大型化という課題を有するものの画質特
性、維持性等の観点から現像装置の主流となっている。
ところが、近年では、高画質化、多色記録化に伴い、感
光体上に複数色のトナー像を同時に形成し、これらを記
録紙に一括転写するような多色画像形成プロセスも提案
されてきており、このような多色画像形成プロセスの二
段目以降の現像プロセスに対して上述した接触型二成分
磁気ブラシ現像装置を採用すると、既に形成された感光
体上のトナー像を破壊したり、他の色トナーが混在した
り、あるいは、現像装置中に他の色トナーが混入したり
するという技術的課題が既に見い出されている。

【０００３】このような技術的課題を解決するために、
感光体表面に現像剤を接触させずに現像する所謂非接触
現像装置が多数提案されている。この種の非接触現像装
置としては、例えば特開昭５６−１４４４５２号公報に
開示されるように、現像ロール上にトナー及び磁性キャ
リアからなる現像剤の薄層を形成し、感光体と現像剤層
とを非接触状態にして現像剤層に磁気的、電気的又は機
械的手段にて擾乱効果を与えて現像させるものが知られ
ている。この装置においては、多色画像形成時に、第一
トナー像の後段に位置する現像プロセスで、現像剤の機
械的接触による乱れのない且つ混色のない良好な画像が
可能になる。特に、特開昭６０−１７６０６９号公報に
開示されるように、現像スリーブと感光体とが最近接し
ている位置を避けて磁石ロールの磁極を配置し、現像剤
層に水平磁界成分を作用させながら振動電界下で現像さ
れる装置にあっては、薄く均一な現像剤層が得られるた
め、多色画像形成時に、第一トナー像の後段に位置する
現像プロセスで、現像剤の機械的接触による乱れのない
且つ混色のない良好な画像がより確実に得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６０−１７６０６９号公報に開示される現像装置におい
ては、現像剤層に水平磁界成分を作用させるため薄く均
一な現像剤層が得られるものの、多色画像形成時におい
て、感光体上に既に形成されたトナー画像を乱さないよ
うにするには自身の現像性を十分に高めることができ
ず、所謂現像性低下（画像濃度低下）という技術的課題
が見い出された。

【０００５】この非接触現像装置における現像性低下と
いう技術的課題に関し、特に、現像スリーブと感光体と
が最近接している位置を避けて現像磁極を配置し、現像
剤層に水平磁界成分を作用させながら現像する方式につ
いて種々の検討を実施した。その結果、現像剤層に水平
磁界成分を作用させると、磁力線に沿って現像剤粒子が
磁気的に配列し、現像スリーブ上に高密度で均一な薄層
を形成するものの、現像に寄与する現像剤は表層の僅か
１〜２層であることが判明した。この原因としては、現
像剤層が磁力線に沿って強くパッキングされた状態下に
置かれるため、現像スリーブ近傍の現像剤中のトナー粒
子が表層に移動できないためと考えられる。

【０００６】また、上記現像性低下（画像濃度低下）と
いう技術的課題は長期走行においてより顕著なものにな
ることが確認された。この点に関し、特に、現像剤中の
トナー粒子について種々の分析を実施した結果、長期走
行を経た現像剤中のトナー粒子表面には、帯電制御ある
いは流動性制御のために添加されている外添剤粒子が、
トナー表面に埋没あるいは離脱していることが判明し
た。外添剤粒子の埋没あるいは離脱による画像濃度低下
の理由として、磁性キャリア表面とトナー粒子の接触面
積の増加により磁性キャリアとトナーの付着力が増加
し、経時で現像抗力画像が増したためと考えられる。

【０００７】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、多色画像形成時におい
て、既に形成されたトナー像を乱すことなく、充分な現
像性を確保でき、しかも、長期走行において現像性低下
のない新規な非接触現像装置及びこれを用いた多色画像
形成装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、回転可能な非磁性スリーブ２内に磁
石部材３が固定設置される現像剤担持体１を有し、この
現像剤担持体１上にトナーＴ及び磁性キャリアＣからな
る二成分現像剤Ｇを担持し、現像剤担持体１上の二成分
現像剤Ｇにて潜像担持体４上に形成された潜像Ｚを非接
触状態で現像するようにした現像装置において、上記潜
像担持体４に対向する現像剤担持体１の有効現像領域
（有効に現像が行われる領域）ｍに対して現像剤担持体
１の周方向に沿う水平磁界成分ＳHが作用するように水
平磁界生成磁極７を設ける一方、上記現像剤担持体１の
有効現像領域ｍの一部あるいは近傍には、現像剤担持体
１上の現像剤Ｇが一旦溜まった後に現像剤担持体１の周
方向に沿って急速摺動するという挙動促進磁界成分ＳF
形成用の制御磁極５を設けると共に、この制御磁極５に
対向する部位には、当該制御磁極５によって挙動促進さ
れた現像剤Ｇが衝合する非磁性の衝突部材６を設けたこ
とを特徴とする。

【０００９】このような技術的手段において、本願発明
は非接触現像を対象とするものであり、通常、潜像担持
体４上に形成された潜像Ｚを現像剤担持体１上の二成分
現像剤Ｇによって非接触状態で現像するものを意味する
が、本願では、少なくとも非磁性スリーブ２が静止して
いるときに潜像担持体４表面と現像剤担持体１表面との
間隙が現像剤担持体１上の現像剤層の層厚よりも広いも
のであれば、動的挙動において仮に現像剤Ｇの一部が潜
像担持体４表面に軽接触する態様のものを広く対象に含
むものとする。

【００１０】また、上記水平磁界生成磁極７は通常極性
の異なる二つの磁極からなるが、その配置については、
上記有効現像領域ｍに対して現像剤担持体１の周方向に
沿う水平磁界成分ＳHが作用するのであれば、有効現像
領域ｍの上流、下流の一部に水平磁界生成磁極７を配置
するのみならず、有効現像領域ｍから外れた箇所に水平
磁界生成磁極７を配置するようにしてもよい。この水平
磁界生成磁極７を構成する極性の異なる二つの磁極の磁
束密度は３０〜１２０ｍＴの範囲にあり、二つの磁極と
現像剤担持体１の中心を結ぶ線にて形成される磁角は３
０〜１００度の範囲にある。上記磁束密度及び磁角は、
現像剤担持体１及び潜像担持体４を円筒状としたときは
その曲率（外径）によって決定される。

【００１１】また、上記制御磁極５としては、上述した
挙動促進磁界成分ＳFを形成するものであれば適宜選定
して差し支えなく、例えば図１の上側磁極パターンにお
いては、同極の反発磁極対にて制御磁極５を構成するよ
うにし、この制御磁極５の一方の磁極とこれに隣接する
逆極性の磁極とで水平磁界生成磁極７（図１の実線引き
出し部参照）を構成するようにしてもよいし、また、例
えば図１のカッコ書きで記載した下側磁極パターンにお
いては、異極性の一対の水平磁界生成磁極７（図１の点
線引き出し部参照）の中間位置に設けられる少なくとも
一組の異極性の磁極対にて制御磁極５を構成するように
してもよい。いずれにしても、有効現像領域ｍの現像剤
層を薄層に保つという観点からすれば、上記制御電極５
の配設箇所としては、潜像担持体４と現像剤担持体１と
の最近接位置から偏位した位置に制御電極５を配設する
ことが好ましい。

【００１２】更に、上記衝突部材６としては、一旦溜ま
った現像剤Ｇが急速摺動する過程で衝突する非磁性のも
のであれば適宜選定して差し支えないが、現像性を損な
わないという観点からすれば、有効現像領域ｍの上流
（又は下流）の一部あるいはその近傍に設けることが好
ましい。

【００１３】一方、現像剤Ｇを構成するキャリアＣとし
ては単位体積当たりの磁力が小さい（２０〜５０μｍ程
度）ほうが層形成及び画像特性の観点から好ましい。更
には、キャリア粒子のうち、１０μｍ以下の微粉粒子を
除去し、粒度分布をシャープに制御することによっても
より均一な層形成が可能となる。

【００１４】また、現像性を向上させるには、潜像担持
体４表面と非磁性スリーブ２との間に交流バイアスＶCB
を印加することが好ましい。

【００１５】このような現像装置の有効な用途例として
は、潜像担持体４上に複数の潜像を順次形成し、形成さ
れた各潜像を対応する色系統のトナーＴにて順次現像し
た後、潜像担持体４に形成された複数の色系統のトナー
像を転写媒体に一括転写するようにした多色画像形成装
置において、少なくとも二番目以降の潜像を現像する現
像装置として用いることが挙げられる。このような多色
画像形成装置としては、潜像担持体４を一回転させる間
に各色成分ごとの潜像形成、現像を順次繰り返した後、
転写媒体に一括転写するタイプであってもよいし、潜像
担持体４を複数回回転させ、各回転ごとに各色成分の潜
像形成、現像を順次繰り返した後、転写媒体に一括転写
するタイプ等適宣選定して差し支えない。

【００１６】

【作用】上述したような技術的手段によれば、潜像担持
体４に対向する現像剤担持体１の有効現像領域ｍには、
水平磁界生成磁極７によるスリーブ２の周方向に向う水
平磁界成分ＳHが作用しているため、現像剤Ｇは有効現
像領域ｍにおいてスリーブ２の周方向に沿ったチェーン
を形成し、現像剤層は非接触現像に適した均一な薄層状
態となる。

【００１７】また、制御電極５部分を通過する現像剤Ｇ
の挙動は以下のようである。すなわち、制御電極５部分
を通過する現像剤Ｇは制御電極５からの挙動促進磁界成
分ＳFにて一旦溜まった後に急速摺動するため、現像剤
Ｇの穂立ちが他の部分よりも高くなった状態で急速摺動
する。このとき、制御電極５に対向する部位の衝突部材
６の配置関係を予め調整しておけば、穂立ちの高くなっ
た現像剤Ｇが急速摺動する過程で、現像剤Ｇの先端側が
衝突部材６に衝合する。すると、現像剤Ｇ衝合時の衝撃
によって、現像剤Ｇ中のトナーＴの一部がキャリアＣか
ら剥離してクラウド状態になり、下流の有効現像領域ｍ
に運ばれるため、現像に寄与するトナー量が増加し、現
像性が向上する。

【００１８】更に、現像剤Ｇが衝突部材６に衝突した際
の衝撃力は比較的大きいため、長期走行によって外添剤
の埋没あるいは脱離によって磁性キャリア粒子表面に付
着する力が増大したトナー粒子であっても衝突部材６と
の衝突で磁性キャリアＣから有効に剥離されることにな
り、長期走行においても現像に寄与するトナー量が十分
に確保される。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図２はこの発明に係る現像装置を用いた多色画像形成装
置の一実施例を示す。同図において、１１はａ方向に回
転する負帯電感光体、１２，１３は感光体１１を帯電す
る第一、第二帯電器（実施例ではスコロトロン）、１
４，１５は例えば半導体レーザ等からなる第一、第二Ｒ
ＯＳ［Raster Output Scannorの略］（光書き込み装
置：分解能１５．７ｄｏｔｓ／ｍｍ）、１６，１７は帯
電極性が同一で色の異なる第一、第二現像装置、１８は
感光体１１上に形成された二色のトナー画像に対し光を
照射して電位を揃える転写前処理ランプ、１９は感光体
１１上の二色のトナー像を記録紙２０上に一括転写させ
る転写帯電器、２１は転写後に感光体１１から記録紙２
０を剥離する剥離帯電器、２２は感光体１１上の残留ト
ナーを除去するクリーナ、２３は感光体１１上の残留電
荷を除去する除電ランプである。

【００２０】この実施例において、第一現像装置１６は
接触磁気ブラシ現像法を用い、第二現像装置１７はこの
発明に係る非接触磁気ブラシ現像法を用いている。第二
現像装置１７の詳細を図３に示す。同図において、第二
現像装置１７は、表面平均粗さが１０〜５０μｍの回動
可能な非磁性スリーブ１７２内に磁石ロール１７３を有
する現像ロール１７１、非磁性スリーブ１７２と一定間
隙を保持して配設される非磁性部材より成る現像剤規制
部材１７４、後述する制御磁極（反発磁極Ｓ１’，Ｓ
２’）にて挙動促進された現像剤Ｇを衝突させる非磁性
の例えばステンレスからなる衝突部材１７７、更に、パ
ドル１７５、オーガ１７６を主要構成部品として構成さ
れる。

【００２１】磁石ロール１７３は、図４に示すように、
有効現像領域（有効に現像が行われる領域）の上流側近
傍に配設された制御磁極としての同極の反発磁極対Ｓ
１’，Ｓ２’と、上記有効現像領域の下流側近傍に配設
されて前記同極の反発磁極対Ｓ１’，Ｓ２’との間で水
平磁界成分を形成するＮ２と、有効現像領域通過後の現
像剤Ｇをスリーブ１７２上から剥すためのピックオフ磁
極Ｎ３と、現像剤Ｇをスリーブ１７２に吸着させるため
のピックアップ磁極Ｎ４と、現像剤Ｇの薄層を形成する
ためのトリミング磁極Ｓ１と、現像剤Ｇの搬送がスムー
ズにいくように反発磁界を形成させないよう配設された
磁極Ｎ１，Ｓ２とからなる。

【００２２】更に、図５は実施例に係る磁石ロール１７
３の径方向の磁束密度分布を示す。同図において、現像
ロール１７１の感光体１１との対向領域（現像有効領
域）には、反発磁極Ｓ２’と水平磁界成分用磁極Ｎ２と
の極間が対向しており、有効現像領域幅はｍで示され
る。この磁束密度分布においては、上記水平磁界成分用
磁極Ｎ２の径方向の磁束密度がが３０〜１２０ｍＴで、
また、反発磁極Ｓ１’，Ｓ２’の径方向の磁束密度は２
０〜８０ｍＴである。

【００２３】このような磁束密度分布の磁石ロール１７
３においては、反発磁極Ｓ２’と水平磁界成分用磁極Ｎ
２との極間に位置する現像剤Ｇは水平磁界成分に沿って
配列されるため、図７に示すように、有効現像領域ｍに
位置する現像剤層は均一な薄層になっており、感光体１
１と現像ロール１７１との間のギャップは小さく設定さ
れる。

【００２４】また、図６に示すように、現像ロール１７
１の静的状態において、反発磁極Ｓ１’，Ｓ２’間には
局部的に現像剤Ｇが退けられる現像剤退け領域Ｋが存在
し、現像ロール１７１が回転する動的状態において、上
記反発磁極Ｓ１’Ｓ２’間（現像剤退け領域Ｋ）では、
現像剤Ｇがスリーブ１７２回転よりも速くスリーブ１７
２に沿って摺動し、衝突部材１７７に衝合し、その衝合
部のキャリアＣから多数のトナーＴが剥離飛散するとい
う挙動が確認された。

【００２５】このような現像剤Ｇの挙動の詳細を図７に
示す。尚、図７において、（ａ）は現像剤搬送量が少な
いときの現像剤の挙動、（ｂ）は現像剤搬送量が通常の
ときの現像剤の挙動を示す。同図（ａ）においては、上
流側反発磁極Ｓ１’に現像剤Ｇが拘束されて溜まり４１
ができ、下流側反発磁極Ｓ２’に急速摺動するための広
い溝４２（現像剤退け領域Ｋ）を形成する。このとき下
流側反発磁極Ｓ２’には溜まりが形成されない。また、
同図（ｂ）においては、上流側反発磁極Ｓ１’での現像
剤Ｇの溜まり４１が（ａ）よりも多くなり、下流側反発
磁極Ｓ２’にも溜まり４３ができる。また、上流側反発
磁極Ｓ１’の溜まり４１が下流側反発磁極Ｓ２’に近づ
き、下流側反発磁極Ｓ２’にも溜まり４３が発生するた
め、溝４２は狭くなる。

【００２６】このとき、上記上流側反発磁極Ｓ１’に溜
まった現像剤Ｇは溝４２に沿ってスリーブ１７２の周速
よりも速い速度で摺動し、その急速摺動過程で衝突部材
１７７に衝合するため、衝突時に現像剤Ｇに働く衝撃力
が大きくなり、キャリアとトナーとを剥がす効果が大き
いと思料される。また、上記溜まり４１，４３では、現
像剤Ｇの穂立ちが高くなるが、有効現像領域ｍで現像剤
層は薄層に保たれるので、スリーブ１７２と感光体１１
との距離は狭く保たれ、非接触現像において良好な画質
が得られる。

【００２７】ここで、図８（ａ）（ｂ）に示すように、
磁石ロール１７３にＮ１，Ｓ１，Ｎ２からなる現像磁極
を配設した比較例１に対し、現像剤Ｇの挙動を調べたと
ころ、各現像磁極部分で現像剤Ｇの穂立ちができるが、
実施例のような溜まり４１，４３や溝４２は形成され
ず、現像剤量を増加させない限り、有効現像領域におけ
るトナー量を十分に確保することが困難であることが確
認された。また、現像剤量を増加させた場合には、スリ
ーブ１７２と感光体１１との距離を広く確保しなければ
ならなくなるため、その分、非接触現像において良好な
画質を得ることが困難になることが確認された。尚、図
８において、（ａ）は現像剤搬送量が少ないときの現像
剤の挙動、（ｂ）は現像剤搬送量が通常のときの現像剤
の挙動を示す。

【００２８】また、現像剤規制部材１７４は磁極Ｓ１に
対向して微小間隙を維持して配設される。尚、パドル１
７５はピックオフ磁極Ｎ３によりスリーブ１７２より剥
離された現像剤Ｇをオーガ１７６側に送り出す機能を有
する。また、オーガ１７６は剥離された現像剤Ｇの攪拌
並びにトナーホッパ（図示せず）より供給されるトナー
と現像装置内の現像剤Ｇとを攪拌する機能を有する。

【００２９】次に、図９に従ってこの実施例に係る多色
画像形成装置の作像工程を説明する。帯電工程ａにて感
光体表面を一様に帯電し（第一初期帯電電位ＶDDP1）、
第一露光工程ｂにて原稿情報に対応した第一の潜像（原
稿の画像部電位をＶL1、非画像部電位ＶH1とする）を形
成後、第一現像工程ｃにて反転現像（現像バイアス電位
ＶB1）にて第一の潜像の画像部を現像する。次いで、再
帯電工程ｄにて感光体表面を一様に再帯電し（第二初期
帯電電位ＶDDP2，第一トナー像電位ＶTN1）、第二露光
工程ｅにて原稿の他の情報に対応した第二の潜像（原稿
の画像部電位をＶL2（｜ＶL2｜＜｜ＶTN1｜）、非画像
部電位ＶH2（｜ＶH2｜＞｜ＶTN1｜とする））を形成
後、第一現像工程とは色の異なる第二現像工程ｆ（現像
バイアス電位ＶB2）にて第二の潜像の画像部を反転現像
する。これらの工程を経て、感光体上には二色のトナー
画像を形成する。

【００３０】上記像形成プロセスに従って以下の実験条
件にて作像した。 ●感光体 有機系感光体（負帯電型） ドラム外径８４ｍｍ ●プロセス速度 １６０ｍｍ／ｓ ●第一の現像剤（トナー濃度３．０％） ・二成分系（負帯電の赤色トナー） ・磁性キャリア 平均粒径１００μｍのフェライト系キャリア ・赤色トナー スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体９０部と
赤色顔料リソールスカーレット（ＢＡＳＦ）８部と、帯
電制御剤（Ｅ−８４、オリエント化学社製）２部とを混
合し溶融混練後、平均粒径１２μｍに微粉砕したもの
で、磁性キャリアに対し負極性に帯電する。 ●第二の現像剤（トナー濃度８．０％） ・二成分系（負帯電の黒色トナー） ・磁性キャリア ポリメチルメタクリレート共重合体３５部とマグネタイ
ト６５部とを混合し溶融混練後、微粉砕した磁性粉分散
型のもので平均粒径４５μｍ、比重２．２のもの。 ・黒色トナー スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体９３部と
カーボンブラック７部とを混合し溶融混練後、平均粒径
１１μｍに微粉砕したもので、磁性キャリアに対し負極
性に帯電する。 ●第一の現像装置のパラメータ（接触型現像） ・ＤＲＳ（感光体と現像ロールとの間隙） ０．６ｍｍ ・ＭＳＡ（現像主極設定角度） ＋５度 ・ＴＧ（層厚規制部材とスリーブ間隙） ０．５ｍｍ ・現像スリーブ外径 ２０ｍｍ ・現像スリーブ回転速度 ４８０ｍｍ／ｓ ・現像スリーブ回転方向 Ｗｉｔｈ（感光体と同方向） ●第二の現像装置のパラメータ（非接触型現像） ・ＤＲＳ ０．５ｍｍ ・ＭＳＡ 磁極間 ・ＴＧ ０．６０ｍｍ ・現像スリーブ外径 ２４．５ｍｍ ・現像スリーブ回転方向 Ｗｉｔｈ ●転写帯電器への印加電圧 ＡＣ ４００Ｈｚ，Ｖｐ−
ｐ ８．５ｋＶ ＤＣ ＋２．５ｋＶ

【００３１】また、図９に示された潜像形成の電位条件
は、第一画像として第一初期帯電電位ＶDDP1を−６００
Ｖ、第一非画像部電位ＶH1を−６００Ｖ、第一画像部電
位ＶL1を−１００Ｖ、第一現像バイアス電位ＶB1をＤＣ
−４００Ｖとし、一方、第二画像として第二非画像部電
位ＶH2を−６００Ｖ、第二画像部電位ＶL2を−１００
Ｖ、第二現像バイアス電位ＶB2をＡＣ１，５ｋＨｚ、Ｖ
ｐ-ｐ１．０ｋＶ、ＤＣ−５００Ｖに設定した。

【００３２】上記条件下で作像したところ、第一画像の
トナー像を乱すことなく、かつ、第二画像も１．４の反
射濃度が得られた。更に、２万枚の長期走行実験を実施
したところ、初期の第二現像濃度１．４に対し、２万枚
時点で現像濃度１．２を示し、現像濃度の低下は少なか
った。

【００３３】◎実施例２ 第二現像装置１７において、図１０に示す磁石ロール１
７３を作成した。同図において、磁石ロール１７３は、
有効現像領域に水平磁界成分を作用させる極性の異なる
水平磁界成分用磁極対Ｎ１，Ｓ１、その中間位置（この
実施例では有効現像領域の上流近傍）に刻設された溝に
磁石１７８，１７９を埋め込むことにより形成される極
性の異なる小磁極対Ｓ１’，Ｎ１’、更に、現像有効領
域通過後の現像剤Ｇをスリーブ１７２上から剥すための
ピックアップ磁極Ｎ２、現像剤Ｇをスリーブ１７２に吸
着させるためのピックアップ磁極Ｎ３及び現像剤Ｇの薄
層を形成するためのトリミング磁極Ｓ２より成る。

【００３４】更に、図１１は実施例に係る磁石ロール１
７３の径方向の磁束密度分布を示す。同図において、現
像ロール１７１の感光体１１との対向領域（現像有効領
域ｍ）には、水平磁界成分用磁極Ｓ１と小磁極Ｎ１’と
の極間が対向している。この磁束密度分布においては、
上記水平磁界成分用磁極Ｎ１，Ｓ１の径方向の磁束密度
が３０〜１２０ｍＴで、また、上記磁石１７８、１７９
は高さ４ｍｍ，幅３ｍｍのもので、この磁石１７８，１
７９により形成される小磁極Ｓ１’，Ｎ１’の径方向の
磁束密度は５〜４０ｍＴである。尚、同図において、磁
石ロール１７３の溝の深さｈを変えるか、あるいは、相
互の磁石１７８，１７９の埋め込み深さを変えることに
より第二の極性の異なるＳ１’，Ｎ１’磁極の磁束密度
を制御することが可能である。

【００３５】このような磁束密度分布の磁石ロール１７
３においては、小磁極Ｎ１’と水平磁界成分用磁極Ｓ１
との極間に位置する現像剤Ｇは水平磁界成分に沿って配
列されるため、図１２に示すように、有効現像領域ｍに
位置する現像剤層は均一な薄層になっており、感光体１
１と現像ロール１７１との間のギャップは小さく設定さ
れる。

【００３６】また、図１２に示すように、現像ロール１
７１の静的状態において、小磁極Ｓ１’，Ｎ１’間には
局部的に現像剤Ｇが退けられる現像剤退け領域Ｋが存在
し、現像ロール１７１が回転する動的状態において、上
記小磁極Ｓ１’Ｎ１’間（現像剤退け領域Ｋ）では、現
像剤Ｇがスリーブ１７２回転よりも速くスリーブ１７２
に沿って摺動し、衝突部材１７７に衝合し、その衝合部
のキャリアＣから多数のトナーＴが剥離飛散するという
挙動が確認された。

【００３７】このような現像剤Ｇの挙動の詳細を図１３
に示す。尚、図１３において、（ａ）は現像剤搬送量が
少ないときの現像剤の挙動、（ｂ）は現像剤搬送量が通
常のときの現像剤の挙動を示す。同図（ａ）において
は、上流側小磁極Ｓ１’に現像剤Ｇが拘束されて溜まり
４１ができ、下流側小磁極Ｎ１’に急速摺動するための
広い溝４２（現像剤退け領域Ｋ）を形成する。また、同
図（ｂ）においては、上流側小磁極Ｓ１’での現像剤Ｇ
の溜まり４１が（ａ）よりも多くなる。

【００３８】このとき、上記上流側小磁極Ｓ１’に溜ま
った現像剤Ｇは溝４２に沿ってスリーブ１７２の周速よ
りも速い速度で摺動し、その急速摺動過程で衝突部材１
７７に衝合するため、衝突時に現像剤Ｇに働く衝撃力が
大きくなり、キャリアとトナーとを剥がす効果が大きい
と思料される。また、上記溜まり４１では、現像剤Ｇの
穂立ちが高くなるが、有効現像領域ｍで現像剤層は薄層
に保たれるので、スリーブ１７２と感光体１１との距離
は狭く保たれ、非接触現像において良好な画質が得られ
る。

【００３９】この磁石ロール１７３を用い、他の実施例
１と同じ条件で作像したところ、第一画像中への第二現
像トナーの混色がなく、かつ、第二画像も１．４の反射
濃度が得られた。更に、２万枚の長期走行実験を実施し
たところ、初期の第二現像濃度１．４に対し、２万枚時
点で現像濃度１．２を示し、現像濃度の低下は少なかっ
た。

【００４０】ここで、実施例２の第二現像装置１７の磁
石ロール１７３に対し磁石１７８，１７９の埋め込みの
なく、衝突部材１７７のないパターンの比較例２につい
て、潜像形成の電位条件は、第一画像として第一初期帯
電電位ＶDDP1を−７００Ｖ、第一非画像部電位ＶH1を−
７００Ｖ、第一画像部電位ＶL1を−２００Ｖ、第一現像
バイアス電位ＶB1をＤＣ−５００Ｖとし、一方、第二画
像として第二非画像部電位ＶH2を−７００Ｖ、第二画像
部電位ＶL2を−１００Ｖ、第二現像バイアス電位ＶB2を
ＡＣ１．５ｋＨｚ、ＶP-P１．５ｋＶ、ＤＣ−６００Ｖ
に設定し、他は実施例１と同様の条件下で作像したこ
ろ、初期の第二現像濃度１．４に対し、２万枚時点で現
像濃度０．７を示し、大きく現像濃度が減少することが
確認された。

【００４１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、二成分現像剤を用いた非接触現像方式において、潜
像担持体に対向する現像剤担持体の有効現像領域には水
平磁界生成磁極にて水平磁界成分を作用させ、有効現像
領域の一部若しくはその近傍には現像剤が一旦溜まった
後に急速摺動する挙動促進磁界生成用の制御磁極を設け
ると共に、この制御磁極に対向する部位に非磁性の衝突
部材を設けたので、有効現像領域の現像剤層を薄層に保
つという要請を満足させることができることは勿論、制
御磁極領域で穂立ちが高くなった現像剤が急速摺動して
衝突部材に衝合するという挙動を行わせ、その衝撃力に
てキャリアからのトナーの飛散を促進させ、現像に寄与
するトナー量を増加させることができる。このため、多
色画像形成時に、混色あるいは像乱れ等の画質欠陥が生
じない条件で充分な現像濃度を得ることができ、もっ
て、画質欠陥のない良好な多色画像を得ることができ
る。更に、この発明にあっては、現像剤を衝突部材に衝
合させることにより、長期走行によって外添剤の埋没あ
るいは脱離によって磁性キャリア粒子表面に付着する力
が増大したトナー粒子であっても磁性キャリアから確実
に剥離することが可能になるため、長期走行でも現像に
寄与するトナー量を十分に確保することができ、その
分、長期走行での現像濃度低下を有効に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る現像装置の構成を示す説明図
である。

【図２】 この発明に係る現像装置を用いた実施例１の
多色画像形成装置を示す説明図である。

【図３】 実施例１に係る第二現像装置の構成を示す説
明図である。

【図４】 実施例１に係る第二現像装置の磁石ロール構
成を示す説明図である。

【図５】 実施例１に係る磁石ロールの磁束密度分布を
示す説明図である。

【図６】 実施例１に係る第二現像装置における現像剤
の挙動を示す説明図である。

【図７】 実施例１に係る第二現像装置における現像剤
の挙動の詳細を示し、（ａ）は現像剤搬送量が少ないと
きの現像剤の挙動、（ｂ）は現像剤搬送量が通常のとき
の現像剤の挙動を示す。

【図８】 比較例１に係る第二現像装置における現像剤
の挙動の詳細を示し、（ａ）は現像剤搬送量が少ないと
きの現像剤の挙動、（ｂ）は現像剤搬送量が通常のとき
の現像剤の挙動を示す。

【図９】 実施例１の多色画像形成装置の作像プロセス
を示す説明図である。

【図１０】 実施例２に係る第二現像装置の磁石ロール
構成を示す説明図である。

【図１１】 実施例２に係る磁石ロールの磁束密度分布
を示す説明図である。

【図１２】 実施例２に係る第二現像装置における現像
剤の挙動を示す説明図である。

【図１３】 実施例２に係る第二現像装置における現像
剤の挙動の詳細を示し、（ａ）は現像剤搬送量が少ない
ときの現像剤の挙動、（ｂ）は現像剤搬送量が通常のと
きの現像剤の挙動を示す。

【符号の説明】

１…現像剤担持体，２…非磁性スリーブ，３…磁石部
材，４…潜像担持体，５…制御磁極，６…衝突部材，７
…水平磁界生成磁極，Ｇ…二成分現像剤，Ｃ…磁性キャ
リア，Ｔ…トナー，Ｚ…潜像，ＶCB…交流バイアス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広田 智志 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 渡辺 洋一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 長谷波 茂彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な非磁性スリーブ（２）内に磁
   石部材（３）が固定設置される現像剤担持体（１）を有
   し、この現像剤担持体（１）上にトナー（Ｔ）及び磁性
   キャリア（Ｃ）からなる二成分現像剤（Ｇ）を担持し、
   現像剤担持体（１）上の二成分現像剤（Ｇ）にて潜像担
   持体（４）上に形成された潜像（Ｚ）を非接触状態で現
   像するようにした現像装置において、上記潜像担持体
   （４）に対向する現像剤担持体（１）の有効現像領域
   （ｍ）に対して現像剤担持体（１）の周方向に沿う水平
   磁界成分（ＳH）が作用するように水平磁界生成磁極
   （７）を設ける一方、上記現像剤担持体（１）の有効現
   像領域（ｍ）の一部あるいは近傍には、現像剤担持体
   （１）上の現像剤（Ｇ）が一旦溜まった後に現像剤担持
   体（１）の周方向に沿って急速摺動するという挙動促進
   磁界成分（ＳF）形成用の制御磁極（５）を設けると共
   に、この制御磁極（５）に対向する部位には、当該制御
   磁極（５）により挙動促進された現像剤（Ｇ）が衝合す
   る非磁性の衝突部材（６）を設けたことを特徴とする現
   像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、上記制御
   磁極（５）は同極の反発磁極対からなり、水平磁界生成
   磁極（７）は前記制御磁極（５）の一方の磁極とこれに
   隣接する逆極性の磁極とで構成されることを特徴とする
   現像装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、上記制御
   磁極（５）は異極性の一対の水平磁界生成磁極（７）の
   中間位置に設けられる少なくとも一組の異極性の磁極対
   からなることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 潜像担持体（４）上に複数の潜像を順次
   形成し、形成された各潜像を対応する色系統のトナーに
   て順次現像した後、潜像担持体（４）上に形成された複
   数の色系統のトナー像を転写媒体に一括転写するように
   した多色画像形成装置において、少なくとも二番目以降
   の潜像を現像する現像装置として請求項１記載のものを
   用いたことを特徴とする多色画像形成装置。