JPH11265117A

JPH11265117A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH11265117A
Application number: JP10068421A
Authority: JP
Inventors: Fukashi Okuyama; 奥士奥山
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】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、かつ現像剤の劣化（帯
電量の変化）をなくし、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】トナーとキャリアからなる二成分現像剤
を回転する現像スリーブ１４１上で搬送し、現像剤層規
制部材１４３によって現像スリーブ１４１上の二成分現
像剤の現像剤搬送量を規制し、二成分現像剤を現像領域
内に搬送し、現像領域中の直流電界と交流電界により静
電的にトナーを像担持体上に付着させて現像する非接触
現像方式の現像装置において、現像剤層規制部材１４３
が非磁性の金属丸棒から成り、現像剤層規制部材１４３
が弾性部材１４４により付勢されて現像スリーブ１４１
に圧接し、現像スリーブ１４１上の現像剤搬送量を規制
する現像装置。

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し、特に、複数の現像装置を有する
カラー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、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、回転する現像剤担持体（以下、現
像スリーブと称す）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
部に固定された磁石体を有し、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、
複数の磁石体から成る磁界発生手段（マグネットロー
ル）、該磁界発生手段を内部に有し回転可能な現像剤搬
送手段である現像スリーブ、現像剤搬送ローラ、現像剤
供給ローラ、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、現像剤攪拌スクリュー
等から構成されている。

【０００５】なお、現像剤層規制部材に磁性又は非磁性
の丸棒を用いることは、既に公知である。また、現像剤
層規制部材として、剛性体に弾性部材をコートして使う
のは公知である（特開平１−２８３５７７号公報）。

【０００６】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、回転する前記攪拌スク
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
剤と攪拌、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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来より知られている
現像装置は、現像スリーブ上に担持される現像剤の量を
規制する現像剤層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。この現像剤層規制部材は多種の
ものがあるが、鋼材等の磁性体を現像スリーブに対して
所定距離離して設置し、磁性体と現像スリーブ内部に固
定された磁石体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や磁性体と現像ス
リーブを接触させ現像剤の量を規制する現像装置があ
る。

【０００８】しかし、現像スリーブに対して磁性体を所
定距離離して設置しても、取り付け精度や機械動作等に
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、現像性の変化
が大きくなる可能性がある。

【０００９】また、磁性棒で現像スリーブに接触させる
方法は、磁性棒と現像スリーブ間の押圧力が高く、現像
剤劣化（帯電量変化）が促進される問題がある。

【００１０】現在採用している非接触現像法は、感光体
ドラム上にトナーを飛翔させ、現像させるため、接触現
像法にくらべ現像性、現像安定性が悪い。この現像性、
現像安定性を向上させるためには、前述している、以下
の問題点を解決しなければならない。

【００１１】ａ）現像スリーブ上に送られる現像剤搬送
量の変化による現像性変化。

【００１２】ｂ）現像剤層規制部材の圧力でおこる現像
剤劣化（帯電量変化）による現像性変化。

【００１３】感光体ドラムの周辺に複数の現像装置を配
置してカラートナー画像を形成するカラー画像形成装置
においては、各現像装置による各色トナー画像の色安定
性が求められる。特に、感光体ドラム上に複数色のトナ
ー画像を重ね合わせて非接触現像するカラー画像形成装
置においては、各色毎の現像性、現像安定性の向上が求
められている。

【００１４】本発明では、現像剤搬送量が変化せず、現
像剤劣化（帯電量変化）しない条件を、現像剤層規制部
材を非磁性金属丸棒と弾性部材の組み合わせで見出だし
た。

【００１５】本発明の第１の目的は、現像スリーブ上の
現像剤の搬送量を確保しつつ、数万プリントしても現像
剤搬送量の変化を起こさず、現像性の変化を防ぐ現像装
置を提供することにある。

【００１６】本発明の第２の目的は、現像剤層規制部材
と現像スリーブ間の圧力による現像剤の劣化（帯電量の
変化）を防止し、現像性の変化を防ぐ現像装置を提供す
ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の現像装置は、トナーとキャリアからなる二成分現像
剤を回転する現像剤担持体上で搬送し、現像剤層規制部
材によって前記現像剤担持体上の二成分現像剤の現像剤
搬送量を規制し、前記二成分現像剤を現像領域内に搬送
し、前記現像領域中の直流電界と交流電界により静電的
にトナーを像担持体上に付着させて現像する非接触現像
方式の現像装置において、前記現像剤層規制部材が非磁
性の金属丸棒から成り、前記現像剤層規制部材が弾性部
材により付勢されて前記現像剤担持体に圧接し、現像剤
担持体上の現像剤搬送量を規制することを特徴とするも
のである（請求項１）。

【００１８】また、上記目的を達成する本発明の画像形
成装置は、像担持体の像形成面の近傍に、帯電器、像露
光手段、複数の現像装置を配設し、前記像担持体の周面
に複数のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を形成
して、該カラートナー像を転写材に転写する画像形成装
置において、前記複数の現像装置は、請求項１〜４の何
れかに記載の前記現像剤担持体、磁石体、現像剤層規制
部材、弾性部材を有することを特徴とするものである
（請求項５）。

【００１９】

【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。

【００２０】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。

【００２１】図１において、像担持体である感光体ドラ
ム１０は、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周面に対し高電位の帯電電位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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】先ず１色目のイエローの現像が、複数の磁
石体から成る磁界発生手段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
像剤層規制部材１４３によって現像スリーブ１４１上に
１００〜６００μｍの現像剤層厚に規制されて現像領域
へと搬送される。

【００２５】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５０
０〜１０００μｍとして、この間にＡＣバイアスＶ_ACと
ＤＣ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。

【００２６】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。

【００２７】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
帯電電位Ｖ_Hに帯電された感光面のうち、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、Ｄ
Ｃ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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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、排紙ローラ対２５Ａ，２
５Ｂ，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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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体を
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非磁性の
丸棒から成る現像剤層規制部材（現像剤穂立ち規制部
材）、１４４は現像剤層規制部材１４３を現像スリーブ
１４１側に圧接する弾性部材である。１４５は現像スリ
ーブ１４１上に付着した現像処理後の現像剤を剥ぎ取る
スクレーパ、１４６はスクレーパ１４５により現像スリ
ーブ１４１の周面上から除去された現像剤を現像剤攪拌
部に搬送するパドルホイール形状の現像剤搬送ローラ、
１４７は現像スリーブ１４１に現像剤を補給するパドル
形状の現像剤供給ローラ、１４８，１４９は現像剤攪拌
スクリューである。Ｅ１はＡＣ電源、Ｅ２はＤＣ電源で
ある。また、図示の矢印は各ローラの回転方向を示す。
なお、現像スリーブ１４１に圧接するスクレーパ１４５
の代わりに、現像剤剥ぎ取り手段として、現像スリーブ
１４１の外周に近接した磁石体を非接触配置してもよ
い。

【００３７】現像スリーブ１４１内には、複数個の磁極
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が交互に配
置された磁界発生手段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Ｎ１と磁極Ｎ４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）Ｎ１，Ｎ４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Ｓ１は現像剤
層規制部材１４３に対向する。スクレーパ１４５の先端
部は、剥ぎ取り磁極Ｎ１，Ｎ４のほぼ中間位置Ｎｕ付近
の現像スリーブ１４１に周面に圧接する。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】現像剤層規制部材１４３は、非磁性ステン
レス鋼（ＳＵＳ３０４Ｇ）等の非磁性部材から成る丸棒
により形成されている。現像剤層規制部材１４３は、現
像器ハウジング１４０の底部に貼着された弾性部材１４
４により付勢されて、現像スリーブ１４１の周面に圧接
される。

【００４２】弾性部材１４４は、エチレン−プロピレン
ゴム（ＥＤＰＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム
（ＮＢＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、クロロプレンゴム
（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ウレタンゴム
（Ｕ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等又はこれらの弾性発泡
材から選ばれる。

【００４３】弾性部材１４４の厚さは、１〜３ｍｍ、弾
性部材１４４の引張強度は３．１〜７．９ｋｇ／ｃｍ²
の範囲内のものが好適である。本実施の形態では、厚さ
３ｍｍ、引張強度５．５ｋｇ／ｃｍ²のウレタンフォー
ムゴムと、直径３ｍｍの現像剤層規制部材１４３の組み
合わせが特に好適であった。

【００４４】攪拌スクリュー１４８と攪拌スクリュー１
４９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１４０ｂ及び第２の攪拌室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の攪
拌室１４０ｂ及び第２の攪拌室１４０ｃの上部は、天板
１４０Ａにより閉蓋されている。

【００４５】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。

【００４６】図５は現像器１４Ｃのマグネットロール１
４２の磁力分布を示す。

【００４７】現像スリーブ１４１上の現像剤層厚を所定
量に規制する非磁性の丸棒から成る現像剤層規制部材１
４３は、弾性部材１４４により磁極Ｓ１付近に対向して
現像スリーブ１４１の周面に圧接される。現像剤層規制
部材１４３の圧接位置は、現像スリーブ１４１の回転中
心と磁極Ｓ１の中心とを結ぶ法線ｍに対して、現像スリ
ーブ１４１の回転方向下流側に＋１０°、回転方向上流
側に−１０°の範囲内に設定される。

【００４８】

【実施例】〈評価の条件〉１．現像剤層規制部材：磁性、非磁性の２種２．弾性部材の厚さ（ｔ）：１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍの
３種３．現像剤層規制部材の直径（ｄ）：３ｍｍ，４ｍｍ，
５ｍｍ，６ｍｍの４種４．弾性部材の有無：あり又はなしの２種５．磁極の磁束密度ピーク位置：−２０°，−１０°，
０°，１０°，２０° ６．弾性部材の引張強度：３．１，５．５，７．９，１
０．２，１４．７ｋｇ／ｃｍ²の５種７．弾性部材の材質：ウレタンフォームゴム〈評価方法〉連続２０００枚プリント相当における、現
像器の単体攪拌駆動（２時間）を行い、トナーの帯電量
（Ｑ／Ｍ）の変化と、現像スリーブ上の現像剤搬送量
（ＤＷＳ）の変化とから現像剤層規制部材の特性を評価
した。

【００４９】・現像装置内のトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）
評価：ブローオフ法で測定した。帯電量単位（−μＣ／
ｇ）。

【００５０】・現像剤搬送量（ＤＷＳ）評価：現像スリ
ーブ表面の現像剤をテープで単位面積分採取し、天秤で
現像剤の単位面積当たりの重さを測定した。現像剤搬送
量単位（ｍｇ／ｃｍ²）。

【００５１】現像剤搬送量変化２ｍｇ／ｃｍ²以上、ト
ナー帯電量変化２μＣ／ｇ以上になると、画像不良を発
生し、評価不合格である。

【００５２】〈実写条件〉実施例１及び比較例１に関し
ては４万枚耐久の実写評価を行い、現像性及び現像安定
性の評価を行った。ここではトナーの帯電量評価、現像
剤搬送量評価に加えて感光体ドラム上のトナー付着量を
行っている。

【００５３】感光体ドラム上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）
評価：感光体ドラム１０上に付着した単位面積当たりの
トナー量（重さ）を天秤で測定した。トナー付着量の単
位（ｍｇ／ｃｍ²）。

【００５４】〈現像条件〉感光体電位：帯電電位Ｖ_H＝−７５０Ｖ、露光部電位Ｖ_L＝−５０Ｖ現像電位：Ｖ_DC＝−６５０Ｖ、Ｖ_AC（ｐ−ｐ）＝２．４５ｋＶ感光体ドラムと現像スリーブとの距離：ＤＳＤ＝５８０μｍ現像スリーブの回転速度ｖｓ／感光体ドラムの回転速度ｖｐ＝５表１〜表４は、現像器の単体攪拌駆動を２時間行い、感
光体ドラム上のトナー量（Ｍ／Ａ）と、トナーの帯電量
（Ｑ／Ｍ）と、現像スリーブ上の現像剤搬送量（ＤＷ
Ｓ）との、各初期の測定値、２時間後の測定値、変化量
を求め、現像特性を評価したものである。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１は、現像剤層規制部材の効果を示す。
比較例１は直径φ５ｍｍの磁性の現像剤層規制部材を備
え、弾性部材を有しないものであるが、トナー帯電量
（Ｑ／Ｍ）の変化が著しく大きく、総合評価として不合
格であった。比較例２は直径φ５ｍｍの非磁性の現像剤
層規制部材を備え、弾性部材を有せずハウジングに固定
されたものであるが、現像剤搬送量（ＤＷＳ）の変化が
やや大きく、総合評価として不合格であった。

【００５７】

【表２】

【００５８】表２は、非磁性の現像剤層規制部材と弾性
部材の大きさの効果を示す。これらの比較例３，４及び
実施例１〜３は、何れも現像スリーブ表面から現像剤層
規制部材固定位置までの距離（ｄ＋ｔ）が一定の６ｍｍ
に設定した（図４参照）。

【００５９】比較例３は弾性部材を有せず、直径６ｍｍ
の現像剤層規制部材がハウジングに固定されたものであ
るが、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の変化が大きく、総合評
価として不合格であった。比較例４は直径５ｍｍの現像
剤層規制部材と厚さ１ｍｍの薄い弾性部材とを有するも
のであるが、やはりトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の変化が大
きく、総合評価として不合格であった。

【００６０】実施例１は、直径ｄ＝３ｍｍの非磁性の現
像剤層規制部材１４３と、厚さｔ＝３ｍｍの弾性部材１
４４とを備えたもので、現像剤搬送量（ＤＷＳ）の変化
及びトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の変化は、ともに前記規定
値以下で、良好な現像特性が得られた。実施例２及び実
施例３は、現像剤層規制部材１４３の直径ｄと弾性部材
１４４の厚さｔとを僅か変更したものであるが、何れも
前記規定値以下で、良好な現像特性が得られた。即ち、
実施例１では、直径（ｄ＝４ｍｍ）と厚さ（ｔ＝２ｍ
ｍ）の比が、２：１、実施例２では、直径（ｄ＝３ｍ
ｍ）と厚さ（ｔ＝３ｍｍ）の比が、１：１、実施例３で
は、直径（ｄ＝２ｍｍ）と厚さ（ｔ＝４ｍｍ）の比が、
１：２である。そして、直径ｄと厚さｔの和、即ち、現
像スリーブ１４１表面と弾性部材１４４を現像装置本体
に固定する位置との距離が何れも６ｍｍである。

【００６１】

【表３】

【００６２】表３は、弾性部材の引張強度の効果を示
す。表３に示す実施例及び比較例は何れも直径３ｍｍの
非磁性の現像剤層規制部材と厚さ３ｍｍの弾性部材を備
えたもので、弾性部材の引張強度が異なるものである。

【００６３】実施例１、実施例４、実施例５は、弾性部
材１４４の引張強度が何れも３．１〜７．９ｋｇ／ｃｍ
²の範囲内に設定された弾性材料を使用したものであ
る。これらの弾性部材１４４を備えた現像装置は、現像
剤搬送量（ＤＷＳ）の変化及びトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）
の変化が、ともに前記規定値以下で、良好な現像特性が
得られた。

【００６４】比較例５、比較例６は、引張強度が前記の
範囲外の硬質の材料を使用したものであり、トナー帯電
量（Ｑ／Ｍ）の変化が規定値以上で、現像特性不良とな
る。

【００６５】

【表４】

【００６６】表４は、現像スリーブ１４１内の磁界発生
手段１４２の磁束密度ピーク位置と現像剤層規制部材１
４３との相対位置の設定を示す。表４に示す実施例及び
比較例は何れも直径３ｍｍの非磁性の現像剤層規制部材
と厚さ３ｍｍの弾性部材を備えたもので、現像剤層規制
部材１４３に対する磁束密度ピーク位置を変えたもので
ある。

【００６７】実施例１は、現像剤層規制部材１４３と現
像スリーブ１４１とが接触する圧接位置と、現像スリー
ブ１４１内の磁界発生手段１４２の法線方向磁束密度の
ピークとを、一致させるように設定した場合の、現像特
性を示し、現像剤搬送量（ＤＷＳ）の変化及びトナー帯
電量（Ｑ／Ｍ）の変化が、ともに前記規定値以下で、優
れた現像特性が得られた。

【００６８】実施例６は現像剤担持体と現像剤層規制部
材との圧接位置が、現像剤担持体内の磁石体１４２の法
線方向磁束密度のピークに対して、前記圧接位置を基点
として現像スリーブ１４１の回転方向に＋１０°の位置
に設定したものである。実施例７は、前記圧接位置が、
磁界発生手段１４２の磁束密度のピークに対して、前記
圧接位置を基点として現像スリーブ１４１の反回転方向
に−１０°の位置に設定したものである。実施例６及び
実施例７は、ともに現像剤搬送量（ＤＷＳ）の変化及び
トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の変化が前記規定値以下で、優
れた現像特性が得られた。

【００６９】比較例７及び比較例８は、前記圧接位置を
基点として現像スリーブ１４１の回転方向に＋２０°及
び−２０°の位置に設定したものであるが、トナー帯電
量（Ｑ／Ｍ）の変化が規定値以上で、現像特性不良とな
る。

【００７０】図６は、４万枚プリントの耐久の実写評価
を行い、感光体ドラム上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）、ト
ナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）、現像スリーブ上の現像剤搬送
量（ＤＷＳ）の各推移を実測した特性図である。図にお
いて、○印は実施例１に示す非磁性の現像剤層規制部材
１４３を有する現像装置による実測結果、□印は比較例
１に示す磁性の現像剤層規制部材１４３を有する現像装
置による実測結果である。

【００７１】図６（ａ）は、感光体ドラム上のトナー付
着量ｍｇ／ｃｍ²（Ｍ／Ａ）の推移を示す図である。実
施例１においては、初期から４万枚プリントまでの間
に、トナー付着量は０．７〜０．９ｍｇ／ｃｍ²でほぼ
一定し、安定した画像が得られる。比較例１において
は、初期から５千枚プリントまでの間に、トナー付着量
が急激に低下して濃度不良を発生する。

【００７２】図６（ｂ）は現像装置内のトナーの帯電量
（Ｑ／Ｍ）の推移を示す図である。実施例１において
は、初期から４万枚プリントまでの間に、トナー帯電量
は−１９〜−２４μＣ／ｇでほぼ一定し、安定した現像
特性が得られる。比較例１においては、５千枚プリント
以降は、トナー帯電量が急激に変化して安定した現像特
性が得られない。

【００７３】図６（ｃ）は現像スリーブ上の現像剤搬送
量（ＤＷＳ）の推移を示す図である。実施例１において
は、初期から４万枚プリントまでの間に、現像剤搬送量
は７〜９ｍｇ／ｃｍ²でほぼ一定し、安定した現像特性
が得られる。比較例１においては、５千枚プリント以降
は、現像剤搬送量が変化して安定した現像特性が得られ
ない。

【００７４】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るものではな
く、非接触現像系の現像器１個のモノクロ画像形成装置
にも適用可能である。また、本発明の画像形成装置は、
ベルト感光体を備えた画像形成装置や、中間転写体を備
えたカラー画像形成装置タンデム方式の画像形成装置に
も適用可能である。

【００７５】

【発明の効果】本発明の現像剤層規制部材と弾性部材の
最適化で、現像スリーブ上の現像剤搬送量の変化、現像
装置内のトナー帯電量の変化が低減され、感光体ドラム
上のトナー付着量の変化がなくなり、現像性、現像安定
性が向上した。

【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部
分拡大断面図。

【図５】マグネットロールの磁力分布を示す図。

【図６】４万枚プリントの耐久実写評価を行ったとき
の、感光体ドラム上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）、トナー
の帯電量（Ｑ／Ｍ）、現像スリーブ上の現像剤搬送量
（ＤＷＳ）の各推移を実測した特性図。

【符号の説明】

１０像担持体（感光体ドラム）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現像剤層規制部材１４４弾性部材１４５スクレーパ１４６現像剤搬送ローラ１４７現像剤供給ローラ１４８，１４９現像剤攪拌スクリューＳ１磁極Ｎ２，Ｎ３剥ぎ取り磁極（磁極）ｄ現像剤層規制部材の直径ｔ弾性部材の厚さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアからなる二成分現像剤
を回転する現像剤担持体上で搬送し、現像剤層規制部材
によって前記現像剤担持体上の二成分現像剤の現像剤搬
送量を規制し、前記二成分現像剤を現像領域内に搬送
し、前記現像領域中の直流電界と交流電界により静電的
にトナーを像担持体上に付着させて現像する非接触現像
方式の現像装置において、前記現像剤層規制部材が非磁
性の金属丸棒から成り、前記現像剤層規制部材が弾性部
材により付勢されて前記現像剤担持体に圧接し、現像剤
担持体上の現像剤搬送量を規制することを特徴とする現
像装置。
【請求項２】前記現像剤担持体表面と前記弾性部材を
現像装置本体に固定する位置との距離が５ｍｍ〜８ｍｍ
で、かつ、前記現像剤担持体の直径と、前記弾性部材の
厚さとの比が、１：２ないし２：１の範囲内に設定した
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記弾性部材の引張強度が、３．１〜
７．９ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１に
記載の現像装置。
【請求項４】前記現像剤担持体と現像剤層規制部材と
の圧接位置近傍における現像剤担持体内の磁石体の法線
方向磁束密度のピークが、前記圧接位置を基点として現
像剤担持体上の回転方向で−１０°〜＋１０°の角度範
囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の現像装
置。
【請求項５】像担持体の像形成面の近傍に、帯電器、
像露光手段、複数の現像装置を配設し、前記像担持体の
周面に複数のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を
形成して、該カラートナー像を転写材に転写する画像形
成装置において、前記複数の現像装置は、請求項１〜４
の何れかに記載の前記現像剤担持体、磁石体、現像剤層
規制部材、弾性部材を有することを特徴とする画像形成
装置。