JPH1031366A

JPH1031366A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1031366A
Application number: JP8202961A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ikeda; 美穂池田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の搬送量を容易に一定範囲内に維持で
き、現像剤の搬送量変動による画質劣化を有効に防止す
る。【解決手段】非接触二成分現像方式の現像装置におい
て、磁石ロール４には、潜像担持体１の有効現像領域Ｙ
よりも広い範囲に亘って同じ磁力で極性が交互に異なる
現像磁極６を等間隔で複数配置すると共に、現像剤層厚
規制部材５の上流側に現像剤吸着用のトリミング磁極７
を配置し、前記現像磁極６間のピッチｐに応じて段階的
に前記磁石ロール４が回転し、任意の位置で固定支持さ
れる磁石ロール位置可変手段８を設ける。更に、現像装
置内の現像剤のトナー濃度が検知されるトナー濃度検知
手段９と、検知されたトナー濃度に応じて磁石ロール４
の設定角度位置を決定し、磁石ロール位置可変手段８を
作動させる磁石ロール位置決定手段１０とを具備させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等、電子写真方式の画像形成装置において、潜像担持体
上の静電潜像にトナーを吸着させて該静電潜像を可視化
する現像装置に係り、特に非磁性トナーと磁性キャリア
とを含む二成分現像剤を用い、潜像担持体上の静電潜像
に非磁性トナーを飛翔させて可視化する非接触法を採用
した現像装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、二成分現像剤を用いた非接触現像
方式により感光体ドラム等の潜像担持体上の静電潜像を
可視化する二成分現像装置は、潜像担持体と現像剤層が
接触しないため、非画像部におけるかぶり現象もなく高
画質の現像が可能であり、また、潜像担持体上でのカラ
ートナーの重ね合わせ現像が可能であるため、記録紙上
にカラートナー像を多重転写させる方式で使用するよう
な中間転写ドラムまたはベルトが不要であり、カラー画
像形成装置の小型化や低コスト化が可能であるなどの観
点から注目を集めている。

【０００３】一般に、多くの二成分現像方式において
は、有効現像領域へ適切な現像量を搬送するために、現
像ロール（現像剤担持体）の回転軸に平行にかつ一定間
隔をもって現像剤層厚規制部材を配設し、このギャップ
にて現像剤量の規制を行っている。前述したような非接
触現像方式による二成分現像装置においても、現像ロー
ル上に供給された二成分現像剤は、該現像ロールに近接
配置された層厚規制部材により薄層化された状態で有効
現像領域（有効に現像に寄与する領域）へと搬送され、
二成分現像剤層（磁気ブラシの先端）が潜像担持体の表
面に接触しないようになっている。そのため、二成分現
像剤層は現像ロールと潜像担持体との間隔よりも薄い層
厚で形成されており、従来の接触現像方式と比較すると
少ない量の現像剤で現像を行っているという特徴があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように非接触二
成分現像方式では、薄層化された比較的少ない現像剤量
で現像を行うため、現像剤搬送量の変化が画質に非常に
大きな影響を与えてしまうという問題がある。現像剤搬
送量が変化する要因としては層厚規制部材と現像ロール
との間隙の変化、磨耗によるスリーブ表面粗さの変化、
現像剤の磁気特性の変化が挙げられる。しかし、この中
で最も依存度が高く、大きな問題となるものはトナー濃
度の変動による現像剤磁気特性の変化である。特に二成
分現像方式を用いた多くの機械では、環境や経時変化お
よび使用モードによって発生する現像濃度変動の制御を
現像剤中のトナー濃度を調整することにより行ってい
る。

【０００５】トナー濃度が上昇するとキャリアのトナー
被覆率が大きくなるため、キャリア間に働く磁気的な力
およびキャリアが内部磁石ロールから受ける磁気的な力
が弱くなり、現像ロールによる現像剤の搬送力は低下
し、層厚規制部材と現像ロールとの間隙が一定であって
も現像剤搬送量は減少する。逆に、トナー濃度の低下に
よりキャリアのトナー被覆率が小さくなり、キャリア間
および内部磁石ロールから受ける磁気的な力が大きくな
ると現像剤搬送量は増加する。

【０００６】現像剤搬送量が減少すると、現像濃度の低
下、細線再現性および粒状性が悪化し、逆に現像剤搬送
量が増加すると現像剤の穂立ちが高くなり、潜像担持体
上へのキャリア飛翔の発生、潜像担持体上に重ね現像を
行うシステムにおいては前工程で潜像担持体上に形成さ
れたトナー像を乱すなどの技術的課題が発生する。ま
た、二成分非接触現像方式においては薄層で画質の粒状
性を確保するためにスリーブには比較的粗さの細かいも
のを用いているが、これはトナー濃度に対する現像剤搬
送量の依存性を大きくする要因となっている。

【０００７】このような技術的課題を解決する一つの手
段として、現像剤搬送量を一定に保つ必要があり、現像
剤搬送量の制御機構が必要である。その方法としては、
例えば特開昭６１−２３８０７３号公報に記載のよう
に、層厚規制部材と現像ロールとの間隙を変化させる方
法があるが、前記間隙は通常０．２〜１．０ｍｍと非常
に狭く、これを精度良く制御することは非常に困難であ
る。

【０００８】本発明は、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、現像剤の搬送量を容易に一
定範囲内に維持でき、現像剤の搬送量変動による画質劣
化を有効に防止することができる現像装置を提供するも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
１に示すように、潜像担持体１と対向して設けられ、回
転駆動される中空円筒状のスリーブ３と該スリーブ３の
内部に設置された磁石ロール４とからなる現像剤担持体
２を備え、前記スリーブ３に非磁性トナーと磁性キャリ
アからとを含む二成分現像剤Ｇを吸着させ、前記現像剤
担持体２の回転軸に平行で且つ一定間隔をもって配設さ
れた現像剤層厚規制部材５によって前記二成分現像剤Ｇ
を適切な量に規制し、前記潜像担持体１の有効現像領域
Ｙまで搬送し、その現像剤中のトナーのみを静電潜像に
向けて選択的に飛翔させて非接触現像を行う現像装置に
おいて、前記磁石ロール４には、潜像担持体１の有効現
像領域Ｙよりも広い範囲に亘って同じ磁力で極性が交互
に異なる現像磁極６を等間隔で複数配置すると共に、現
像剤層厚規制部材５の上流側に現像剤吸着用のトリミン
グ磁極７を配置し、前記現像磁極６間のピッチｐに応じ
て段階的に前記磁石ロール４が回転し、任意の位置で固
定支持される磁石ロール位置可変手段８を設けたことを
特徴とするものである。

【００１０】このような技術的手段において、現像磁極
６を設ける範囲としては、磁石ロール位置可変手段８に
て磁石ロール４の角度位置を変化させることが予定され
ている範囲について、有効現像領域Ｙに位置する現像磁
極６による磁極パターンを同一に保てるようにすればよ
い。

【００１１】また、磁石ロール位置可変手段８を作動さ
せる手法としては、手動スイッチなどで人為的に磁石ロ
ール４の位置を変化させるようにしてもよいが、現像剤
の搬送量が変動したことを検知することにより磁石ロー
ル４の位置を自動的に変化させることが好ましい。ここ
で、磁石ロール４の位置を自動的に変化させる手段とし
ては、例えば図１に仮想線で示すように、現像装置内の
現像剤のトナー濃度が検知されるトナー濃度検知手段９
と、このトナー濃度検知手段９にて検知されたトナー濃
度に応じて磁石ロール４の設定角度位置を決定し、磁石
ロール位置可変手段８を作動させる磁石ロール位置決定
手段１０とを具備させるものが挙げられる。

【００１２】この態様において、トナー濃度検知手段９
としては、透磁率を測定する磁気センサの出力から検知
するもの、光学センサの出力から検知するもの、現像剤
の電気抵抗を測定して検知するもの等適宜選定して差し
支えなく、使用現像剤の特性に応じて選択することで精
度良く制御することが可能である。また、磁石ロール位
置決定手段１０としては、例えばマイクロコンピュータ
システムを用い、使用する現像剤の種類、現像剤層厚規
制部材５の下流側に位置する搬送磁極とトリミング磁極
７の磁力、開き角等の条件を考慮し、ある範囲内での複
数のトナー濃度値に対する現像剤の搬送量と磁石ロール
位置との関係を予め求めておき、トナー濃度検知手段９
からの検知情報に基づいて決定するようにすればよい。

【００１３】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。図１において、現像剤搬送量は現像剤担持体
２と現像剤層厚規制部材５との間隙によって適切な量に
規制されるが、この間隙が一定であるとき、この現像剤
層厚規制部材５と内部磁石ロール４の磁極、主としてト
リミング磁極７の位置関係によって現像剤搬送量は変化
する。よって、磁石ロール位置可変手段８にて内部磁石
ロール４を回転させてトリミング磁極７との位置関係を
変えることにより、現像剤搬送量を制御することが可能
である。しかし、磁石ロール４全体を回転させると、潜
像担持体１との対向部である有効現像領域Ｙの磁極パタ
ーンも変化してしまい、現像特性が変わってしまう。そ
こで、磁石ロール４の現像磁極６として潜像担持体１対
向部に同じ磁力の複数のＮ極とＳ極を同一ピッチｐで交
互に配置したものを用い、前記磁石ロール位置可変手段
８にて現像磁極６間ピッチｐで磁石ロール４を回転させ
た後に固定支持するようにすれば、常に潜像担持体１に
対向する有効現像領域Ｙで現像磁極６の磁極パターンを
同一に保ちながら、現像剤搬送量を制御することが可能
である。

【００１４】また、現像剤搬送量の変動はキャリアへの
トナー被覆率の変化による磁気特性の変化の影響が最も
大きい。よって、図１に示すように、トナー濃度検知手
段９にて現像剤のトナー濃度を検知し、磁石ロール位置
決定手段１０にて前記トナー濃度検知情報に基づいて磁
石ロール４が固定支持される位置を決定する。例えば、
トナー濃度が上昇したときは現像剤搬送量を増やす方向
へ、逆にトナー濃度が下がったときは現像剤搬送量を減
らす方向に制御することによって一定範囲内に保つこと
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図２はこの発明
を適用した現像装置が組込まれた白黒／フルカラー兼用
の画像形成装置の実施の一形態を示す。同図において、
符号１０は感光体ドラムなどの潜像担持体、１２は潜像
担持体１０を帯電するコロトロンなどの帯電器、１３は
帯電前に潜像担持体１０上の残留電荷を除電する除電
器、２１は例えば半導体レーザとポリゴンミラーとを内
蔵し、帯電された潜像担持体１０上に各色成分（イエ
ロ、マゼンタ、シアン、ブラック）の静電潜像を書き込
む露光装置、３０（３０ａ〜３０ｄ）は各色成分の静電
潜像を対応する色トナーで現像する現像装置、４１は潜
像担持体１０上の各色トナー像を記録紙に転写する転写
帯電器、４４は転写工程で潜像担持体１０に付着した記
録紙を除電して剥離する剥離帯電器、４８は潜像担持体
１０上の各色トナー像の帯電極性を揃える転写前帯電
器、５０は潜像担持体１０上の残留トナーを除去するク
リーナである。

【００１６】同図において、潜像担持体１０は帯電器１
２でマイナス極性に帯電された後、露光装置２１からの
レーザ光により画像が書き込まれ、一色目、本実施の形
態ではイエロの静電潜像が形成され、第一現像装置３０
ａによって現像される。例えば−６００Ｖに一様に帯電
した後、レーザ光により画像部は−２００Ｖに露光さ
れ、ＤＣ成分が−５００Ｖの現像バイアスにて現像が行
われる。尚、一色目の現像方式は一成分、二成分および
接触、非接触のいずれに限定されるものではない。しか
し、接触現像方式を用いた場合は二色目以降の工程にお
いて一色目のトナー像を乱さないように一色目現像装置
は潜像担持体から離間させることが必要である。

【００１７】次に、二回目のサイクルとして潜像担持体
１０は帯電器１２によって再帯電され、前工程でのトナ
ー像も背景部と同じに電位に一様帯電される。その後、
露光装置２１により二色目画像が露光され、第二現像装
置３０ｂにて二色目のマゼンタが二色目トナー像上に重
ねて現像される。二色目以降には非接触二成分交番電界
現像方式を用いており、前工程で現像されたトナー像が
乱されたり、トナー像から現像装置へ逆転移されないよ
うに、現像剤搬送量、エアギャップ、交番電界条件は最
適化が施されている。以後同様に再帯電、再露光、現像
が繰り返し行われ、シアントナー像、ブラックトナー像
が潜像担持体１０上に重ねて形成され、転写前帯電器４
８で転写に最適な状態に帯電または除電されたのち、記
録紙に一括して転写される。

【００１８】図３は、前述の非接触二成分交番電界現像
方式の現像装置を示すものである。この現像装置３０
は、潜像担持体１０に近接して設けられており、ハウジ
ング３８内には、潜像担持体１０に対向する位置に配設
され、表面に二成分現像剤を吸着して搬送する円柱状の
現像ロール３１（現像剤担持体）と、この現像ロール３
１に近接して配置され、現像ロール３１に現像剤を供給
する現像剤供給部材３３と、現像剤を撹拌するとともに
搬送し、現像剤供給部材３３に現像剤を供給する撹拌部
材３４と、現像領域上流で現像ロール３１に近接して配
置され、現像ロール３１表面に形成される現像剤層の層
厚を規制する現像剤層厚規制部材３２とを備えている。

【００１９】上記現像ロール３１は、現像時には位置を
固定支持された円柱状の磁石ロール３１２と、この磁石
ロール３１２の外側で軸線回りに回転可能に支持された
現像スリーブ３１１とで主要部が構成されている。磁石
ロール３１２には、図４に示すように、潜像担持体１０
対向面には同じ磁力をもった複数の磁極Ｎ４〜Ｎ６、Ｓ
２〜Ｓ５が現像磁極として着磁されており、他に搬送磁
極Ｎ１、トリミング磁極Ｓ１、現像剤交換のための反発
磁極Ｎ１，Ｎ２が着磁されている。本実施の形態におい
ては、磁石ロール（Ｍ／Ｒ：Magnet Roll）径がφ１８
〜φ３０で複数の現像磁極（Ｎ４〜Ｎ６、Ｓ２〜Ｓ５）
ピッチは有効現像領域Ｙ（本実施の形態では２〜５ｍｍ
程度）と同等前後の２ｍｍから５ｍｍ、磁力は２０〜１
００ｍＴ、搬送磁極Ｎ１とトリミング磁極Ｓ１の開き角
が４０°〜１００°のものを使用した。そして、磁石ロ
ール３１２は磁石駆動モータ１１０（図６参照）により
円柱軸を中心に回転駆動可能であり、任意の位置に支持
固定される構成となっている。また、現像領域において
は例えば図４のようにＮ５とＳ３の磁極間が潜像担持体
１０に対向している。これは磁極上にくらべて磁極間は
現像剤の穂立ちが寝ているため、前行程で形成された潜
像担持体１０上のトナー像を乱し難く、また、キャリア
の感光体への飛翔が起こり難いという理由によるもので
ある。また、現像スリーブ３１１には電極（図示せず）
を介して、交流に直流を重畳した直流重畳交流電圧が印
加されるようになっている。

【００２０】現像スリーブ３１１と潜像担持体１０との
間隙は、トナーを飛翔させることが十分に可能な距離に
設定されている。この間隙は適宜設定することができ、
好ましくは０．３〜０．９ｍｍ程度である。０．３ｍｍ
より狭くなると現像スリーブ３１１と潜像担持体１０の
もつ振れ等による間隙の変動の影響をうけ均一な濃度で
の安定した現像が困難となり、逆に０．９ｍｍよりも広
くなると交番電界によるトナーの飛翔効果が低下し、十
分な濃度が得られず、またエッジ効果のため、鮮明な画
像が得られなくなる。

【００２１】二本の撹拌部材３４は、互いに逆方向に現
像剤を搬送するように回転駆動されるようになってお
り、現像剤を撹拌するとともにハウジング３８内を循環
させるものである。このような現像装置では、非磁性ト
ナーと磁性キャリアとは、ハウジング３８内において撹
拌部材３４により搬送されるとともに十分に撹拌され
る。これにより、現像剤中の非磁性トナーの分布が均一
に維持されるとともに、非磁性トナーと磁性キャリアと
の間の摩擦により非磁性トナーに電荷が付与される。撹
拌された現像剤は、現像剤供給部材３３により現像ロー
ル３１に供給された後、現像スリーブ３１１上に磁気的
に吸着されてブラシ状の現像剤層を形成し、現像スリー
ブ３１１の回転に伴って移動し、現像剤層厚規制部材３
２と現像ロール３１との間隙ＴＧ（以降トリマーギャッ
プと呼ぶ）によって適切な層厚に規制される。

【００２２】規制された現像剤は潜像担持体１０と対向
する位置まで搬送され、選択的にトナーを飛翔させて現
像が行われる。また、現像領域での現像剤層厚は潜像担
持体１０と現像ロール３１との距離よりも薄く形成され
ているため、現像剤層厚は潜像担持体１０に接触するこ
とはない。本実施の形態には現像剤の摩擦帯電制御を容
易に行うことができ、振動電界による現像剤の制御が効
果的に行われるトナー粒子とキャリア粒子からなる二成
分現像剤を用い、具体的には高画質を得るために平均粒
径が３０〜６０μｍ、単位面積当たりの実用磁化が２０
０ｅｍｕ／ｃｍ³以下のキャリアと、平均粒径１０μｍ
のトナーを用いた。

【００２３】また、本実施の形態においては、画質を維
持するための制御系が設けられている。この制御系は、
例えば図６に示すように、所定のセンサ（６０，６１）
出力が取り込まれ、画質維持のためのプログラム（トナ
ー補給プログラム、現像剤搬送量制御プログラム）が実
行される制御装置１００を有し、トナー補給プログラム
に従ってトナー補給装置７３を制御し、一方、現像剤搬
送量制御プログラムに従って磁石駆動モータ１１０を制
御するようになっている。

【００２４】図７及び図８に本実施の形態で用いられる
画質維持のための制御処理のフローチャートを示す。本
実施の形態において、それぞれ現像装置３０（３０ａ〜
３０ｄ）にはトナー収容器７０、トナー供給部材７１及
びトナー供給部材７１を駆動するトナー供給モータ７２
からなるトナー供給装置７３（７３ａ〜７３ｄ）が設け
られており、トナーの補給量はトナーの駆動時間によっ
て決まる。通常、トナー補給量は原稿からトナー消費量
を推定して供給モータ７２の駆動時間を決定するＩＣＤ
Ｃ（Input Coverage Dispense Controlの略）サイク
ル、及び、実際に潜像担持体１０上に現像されるトナー
量を検出し、駆動時間の補正値を算出するＡＤＣ（Auto
matic Density Controlの略）サイクルから決定され
る。まず、ＩＣＤＣサイクルについて説明する。コピー
サイクルにおいて、原稿読み取り装置から読み取った画
像イメージのカバレッジをページ毎にカウントし、この
値からページ毎のトナー消費量を推定する。そして、消
費量分のトナーを補給するために必要な供給モータの駆
動時間を算出する。しかし、実際の消費量と前述した推
定量とは若干差が生じるため、コピー枚数がかさむと両
者の間に大きなずれが発生する。そこで後述するＡＤＣ
サイクルでの検出値からきまる補正値にて最終的な駆動
時間を決定する。ＡＤＣサイクルは図７に示すように所
定のコピー枚数毎、たとえば１０枚を越えた時のコピー
サイクル終了時毎に設けられ、適切な現像濃度が得られ
ているかチェックを行う。

【００２５】また、本実施の形態では、図２及び図３に
示すように、発光素子部と受光素子部から構成される光
学センサ６０が、転写帯電器４１とクリーナ装置５０と
の間に、発光面および受光面が潜像担持体１０に対向す
るよう取り付けられている。そして、ＡＤＣサイクルが
始まると、所定の現像条件で潜像担持体１０上にトナー
パッチを形成し、転写せずに光学センサ６０にてトナー
像の反射率を測定する。そして基準となる現像濃度の反
射率からのズレ量により駆動時間の補正値を算出し、補
正値メモリの書換を行う。以上、ＩＣＤＣおよびＡＤＣ
サイクルから決定された時間分の供給モータ駆動は、コ
ピーサイクル中の攪拌部材３４、供給部材３３の回転時
間内に行われる。

【００２６】しかしながら、非接触二成分現像は上記の
ようにトナー濃度により画像濃度を制御する方法におい
て、トナー濃度によるスリーブ３１１上現像剤搬送量の
変動が画質を大きく変化させてしまう。トナー濃度が低
下するとキャリアのトナー被覆率が小さくなりキャリア
に働く磁気的な力が強くなるため、現像剤搬送量は増加
し、前工程で潜像担持体１０上に形成されたトナー像に
接触して乱してしまう。

【００２７】逆に、トナー濃度が上昇するとキャリアの
トナー被覆率が大きくなりキャリアに働く磁気的な力が
弱くなって現像剤搬送量は急激に減少し、細線再現性お
よび粒状性が悪化する。また、現像剤搬送量が減少する
と現像量も低下し、それによりトナー濃度は一層上がる
方向に制御され、更に現像剤搬送量の減少を招くという
悪循環が働く。よって、トナー濃度はますます上昇し、
トナー帯電量低下、クラウド、かぶりなどの問題が発生
する。

【００２８】更に、二成分非接触現像は、薄層現像で画
質の粒状性を確保するため、よりきめの細かい現像剤層
を形成しなけれなならない。その為、本実施の形態で
は、スリーブ３１１には材料がアルミニウムで、表面が
サンドブラスト加工が施され、その粗さがＲZで１０μ
ｍから３０μｍと比較的細かいものを用いているが表面
の粗さの細かいものは現像剤の搬送力が弱く、一層トナ
ー濃度の変動による現像剤搬送量の変化を大きくしてし
まうという。そこで、上記の問題を解決するために、図
７に示すように、これまでの制御に加えて所定枚数毎に
（たとえば２０枚毎）トナー濃度を検知し、その結果に
応じて現像剤搬送量制御を行うサイクル（図３，図４：
トナー濃度検知、現像剤搬送量制御）を設けた。

【００２９】本実施の形態において、現像装置３０内に
は透磁率センサ６１が現像剤に接してとりつけられてお
り、透磁率からトナー濃度が検出できる構成になってい
る。初期状態においてはトナーの重量濃度が８％で現像
剤搬送量が１２０ｇ／ｍ²になるように設定されてい
る。現像剤搬送量が１３０ｇ／ｍ²を越えると前工程で
形成されたトナー像を乱してしまい、逆に９０ｇ／ｍ²
以下になると細線再現性や粒状性が悪化するという問題
が発生するため、この範囲で維持することが必要であ
る。

【００３０】また、トナー濃度に対する現像剤搬送量の
変化を図９に示す。同図によれば、初期設定からトナー
濃度が上昇した場合、重量濃度が１０％を越えると現像
剤搬送量は９０ｇ／ｍ²以下となってしまい、逆に６％
以下になると現像剤搬送量は１３０ｇ／ｍ²を越えてし
まうことがわかる。そこで、検出したトナー濃度から、
適正な現像剤搬送量の範囲内に入るように制御を行うこ
とが必要である。

【００３１】次に、現像剤搬送量の具体的な制御方法に
ついて詳細に説明する。本実施の形態において、層厚規
制部材３２は均一な層が安定して形成できる領域、搬送
磁極Ｎ１とトリミング磁極Ｓ１との間で、トリミング磁
極Ｓ１から設定角度がθとなる位置に設定されている。
特にトリミング磁極Ｓ１から、搬送磁極Ｎ１とトリミン
グ磁極Ｓ１との二等分線の間は、図１０に示すように、
設定角度θに対して層厚規制部材３２と現像ロール３１
との間隙が一定であると現像剤搬送量はほぼ線形的に変
化することから、この領域にて制御を行う。尚、このと
きの設定角度θに対する現像剤搬送量の変化および、線
形な領域は搬送磁極Ｎ１とトリミング磁極Ｓ１の磁力、
開き角、形状によって変化し、適切なパターンを選択す
ることで調整可能である。

【００３２】通常のトナー濃度８％前後においては図４
の’の位置が層厚規制部材３２と対向し、Ｓ３とＮ５
の磁極間が潜像担持体１０に対向している。トナー濃
度８％前後では’の位置で適切な現像剤搬送量１１０
ｇ／ｍ²に規制され、現像領域に搬送される。

【００３３】経時変化、環境、使用モードの影響によ
り、トナー濃度が上昇すると現像剤搬送量は減少するた
め、増やす方向に制御しなければならない。図１０、１
１に示すように、層厚規制部材３２と現像ロール３１と
の間隙が一定である時、層厚規制部材３２とＳ１極との
設定角度θを小さくすると現像剤搬送量は増加する傾向
を示す。よって、磁石ロール３１２を現像極の磁極ピッ
チと同じだけ磁石ロール３１２を反時計回りに回転させ
た後に、支持固定する。図５は磁石ロール３１２の回転
後を示したものであるが、層厚規制部材３２は’に対
向し、現像領域はＳ４とＮ５の磁極間が対向する。こ
のように磁極ピッチで回転駆動することにより、常に潜
像担持体１０には同じ磁極パターンが（本実施の形態で
は磁極間）が対向するため、画質特性が変化することな
い。

【００３４】逆に、トナー濃度が減少した場合は現像剤
搬送量を減らす方向へ制御を行う。よって、層厚規制部
材３２とＳ１極との設定角度を大きくする方向、つまり
現像極の磁極ピッチと同じだけ磁石ロール３１２を時計
回りに回転させた後に、支持固定する。例えば、実施の
形態においては初期設定である磁極間および層厚規制
位置’が磁極間および層厚規制位置’になるよう
に磁石ロール３１２の位置が設定される。

【００３５】尚、トナー濃度によって設定角度θと現像
剤搬送量とは図１１のような関係があることから、一定
の現像剤搬送量を得るためにはトナー濃度に対する設定
角度θを図１２のような関係で制御すればよい。

【００３６】図１２のそれぞれトナー濃度範囲〜は
図４、５の磁極間〜および設定角’〜’に対応
しており、トナー濃度センサの信号を検出し、濃度範囲
〜に対応する位置（磁極間〜および設定角’
〜’）に磁石ロール３１２は回転駆動された後に固定
支持される。

【００３７】以上のように、層厚規制部材３２に対する
磁石ロール３１２の設定角度を変化させることによりト
ナー濃度による現像剤搬送量の変動を一定範囲内に制御
することができ、現像剤搬送量の増加に伴う前行程のト
ナー像乱れ、背景部かぶり、キャリアの飛翔、現像剤搬
送量の減少に伴う現像量低下、細線再現性の低下、粒状
性悪化などを防止することができる。また、現像領域で
の磁石ロール３１２の磁極パターンは常に同じになるた
めに現像特性は変化することなく、一定画質を維持する
ことができる。

【００３８】また、前述のトナー濃度の検出には一般的
には磁気センサが用いられている。しかし、キャリアの
実用磁化が比較的小さいものは透磁率の感度が鈍るた
め、他の検知方法を用いるとより精度がよいケースがあ
る。その一つとしてカラートナーに対しては光学式セン
サを用いると有効である。光センサは発光素子と受光素
子から構成され、現像剤に対する光反射率、または所定
の現像剤層厚の光透過率を測定することで精度よくトナ
ー濃度を測定することができる。同様に現像剤のトナー
濃度は現像剤の電気抵抗を測定することで検知可能であ
る。電極間に所定の電圧を印加し、現像剤に流れる電流
を検出する。この方法は絶縁性材料からなるトナーと、
電気抵抗が比較的小さいものキャリアを用いたときに有
効な手段である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、有効現像領域の範囲を超えて磁石ロールに同じ磁力
で極性が交互に異なる現像磁極を複数配置し、この現像
磁極ピッチ毎に磁石ロール位置を可変設定し、トリミン
グ磁極に対する現像剤層厚規制部材の相対位置関係を可
変にしたので、有効現像領域に対する磁極パターンを同
一に保ちながら、磁石ロール位置を変えるという簡単な
手法で、現像剤搬送量の変動を抑えることができる。こ
のため、有効現像領域の磁極パターンの変化による画質
の変化は全くなく、現像特性を常時一定に保つことがで
きることは勿論のこと、従来から大きな技術的課題にな
っていた二成分非接触現像方式における現像剤の搬送量
変動に伴う画質弊害、すなわち、現像剤搬送量が増える
と前工程で形成されたトナー像を乱したり、キャリアが
飛翔するという問題が発生し、逆に減少すると現像性の
低下、細線再現性や粒状性が悪化するという弊害を有効
に防止することができ、常に安定した良好な画質を得る
ことができる。

【００４０】更に、本発明において、現像装置内のトナ
ー濃度を検知し、この検知情報に基づいて磁石ロール位
置を最適な位置に移動させるようにすれば、トナー濃度
に応じて容易に現像剤の搬送量を自動的に一定範囲内に
維持することができる。よって、環境変動や現像剤の劣
化などの経時変化に対して従来よリも一層安定して良好
な画質を自動的に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の構成を示す説明図で
ある。

【図２】本発明に係る現像装置が組み込まれた画像形
成装置の実施の一形態を示す説明図である。

【図３】本実施の形態で用いられる現像装置の全体構
成を示す説明図である。

【図４】本実施の形態に係る磁石ロールの設定位置の
一例を示す説明図である。

【図５】本実施の形態に係る磁石ロールの設定位置の
他の例を示す説明図である。

【図６】本実施の形態に係る画質維持のための制御系
を示すブロック図である。

【図７】本実施の形態で用いられる制御系のフローチ
ャートを示す説明図である。

【図８】図７のフローチャートの各サブルーチン（Ｉ
ＣＤＣ，ＡＤＣ，トナー濃度検知，現像剤搬送量制御）
の処理内容を示すフローチャートである。

【図９】トナー濃度と現像剤搬送量との関係を示した
グラフ図である。

【図１０】内部磁石設定角度と現像剤搬送量との関係
を示すグラフ図である。

【図１１】トナー濃度に対する内部磁石設定角度と現
像剤搬送量との関係を示したグラフ図である。

【図１２】適切な現像剤搬送量を得るためのトナー濃
度に対する内部磁石設定角度の関係を示したグラフ図で
ある。

【符号の説明】

１…潜像担持体，２…現像剤担持体，３…スリーブ，４
…磁石ロール，５…現像剤層厚規制部材，６…現像磁
極，７…トリミング磁極，８…磁石ロール位置可変手
段，９…トナー濃度検知手段，１０…磁石ロール位置決
定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体（１）と対向して設けられ、
回転駆動される中空円筒状のスリーブ（３）と該スリー
ブ（３）の内部に設置された磁石ロール（４）とからな
る現像剤担持体（２）を備え、前記スリーブ（３）に非
磁性トナーと磁性キャリアからとを含む二成分現像剤
（Ｇ）を吸着させ、前記現像剤担持体（２）の回転軸に
平行で且つ一定間隔をもって配設された現像剤層厚規制
部材（５）によって前記二成分現像剤（Ｇ）を適切な量
に規制し、前記潜像担持体（１）の有効現像領域（Ｙ）
まで搬送し、その現像剤中のトナーのみを静電潜像に向
けて選択的に飛翔させて非接触現像を行う現像装置にお
いて、前記磁石ロール（４）には、潜像担持体（１）の有効現
像領域（Ｙ）よりも広い範囲に亘って同じ磁力で極性が
交互に異なる現像磁極（６）を等間隔で複数配置すると
共に、現像剤層厚規制部材（５）の上流側に現像剤吸着
用のトリミング磁極（７）を配置し、前記現像磁極
（６）間のピッチ（ｐ）に応じて段階的に前記磁石ロー
ル（４）が回転し、任意の位置で固定支持される磁石ロ
ール位置可変手段（８）を設けたことを特徴とする現像
装置。
【請求項２】請求項１記載の現像装置において、現像
装置内の現像剤のトナー濃度が検知されるトナー濃度検
知手段（９）と、このトナー濃度検知手段（９）にて検
知されたトナー濃度に応じて磁石ロール（４）の設定角
度位置を決定し、磁石ロール位置可変手段（８）を作動
させる磁石ロール位置決定手段（１０）とを備えたこと
を特徴とする現像装置。