JPH0225873A - 現像装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は静電潜像を現像剤にて現像する技術の分野に
おいて利用され、特に現像剤を磁気力で拘束して現像を
行なう現像装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の現像装置は静電潜像担持体と、この静電
潜像担持体と近接領域を形成するように外周面を対向し
て配設し、その外周面に磁性を有する現像剤を担持する
非磁性の回転体とで構成されている。そして、上記近接
領域内において、この両者の外周面対向距離が一定値以
下となる所定域、すなわち一定の磁界強度の領域を現像
領域としている。

この場合、上記回転体の表面で現像剤を担持する手段と
して、回転体の内部に−・磁極が回転体外周面側に向く
よう磁石を複数項する磁界発生体が固定設置されている
。そして、この磁界発生体を構成する複数の磁石のうち
一磁石は、上記静電潜像体と上記回転体の近接領域の範
囲内にあって最近接部に対応する位置の近傍に配設され
、回転体外周面側の一磁極が現像領域の略中央部で垂直
磁界成分（上記回転体の表面に対し垂直な磁界成分）の
最大密度点を有するように磁化設定されている。この垂
直磁界成分が、現像領域の範囲内で回転体外周面に現像
剤を磁気的に拘束していわゆる「穂立ち」を形成させ、
上記静電潜像担持体へ現像剤を移行せしめている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の現像装置にあフては、現像領域の
両端側へと向うにしたがい磁石の上記垂直磁界成分の密
度か徐々に減少し、逆に水平磁界成分（上記回転体の周
方向の磁界成分）の密度が徐々に増す。その結実現像領
域の両端側になるほど現像剤の穂立ちが傾斜してしまい
、そのためその部分での現像がなされた画像には種々の
障害が生じる。例えば、「尾引き」と称され、上記回転
体の回転に伴ない画像形成の方向（画像が形成される記
録材の搬送方向）とは逆方向に現像剤が線状に延びて尾
を引いているように見える状態や、「飛び散り」と称さ
れ上記「尾引き」がさらに悪化して複写画像の周近部に
まで現像剤の粒子か飛び散る状態などの画像形成に悪影
響を与える。

このときの現像領域を拡大し、現像剤の穂立ちの様子を
示したのが第７図である。同図において現像剤担持体と
しての現像スリーブ２．１：に現像剤１０が担持されて
いる。また、静電潜像担持体としての感光ドラムｌ上に
は静電潜像（第７図では参照符号１１のマイナス極性と
して表わされている）が担持されている。そして感光ド
ラムｌと現像スリーブ２との最近接部（図示の場合、現
像領域の中央部）では現像スリーブ２上で穂立ちした現
像剤１０が電気的吸引力を受けて感光ドラムｌ側へ移動
する。しかし、現像領域中央部から両端側の非現像領域
へと向うにしたがい、水平磁界成分の影響を受けて穂立
ちが徐々に傾斜するようになってくる。この傾向は、参
照符号１２で示されるごとく現像領域両端部においては
かなり顕著に表われている０例えば、第７図に示された
現像領域の左側部分に８いては、現像スリーブ２上で傾
斜している現像剤ｌＯの穂立ちの一部が、感光ドラム１
と現像スリーブ２との間隔が大きくなる傾向にあるにも
拘らず、矢印Ｗ方向に電気的に感光ドラムｌへ吸引され
ていくために、回転している感光ドラム１上では画像形
成方向Ａに現像剤１０のずれが生じてしまう、この現像
剤１０のずれが複写画像上では後方に線状となりで延び
る上述の「尾引き」である。

本発明は、従来のこのような現像装置の有していた「尾
引き」、「飛び散りｊなどの画像形成における悪影響を
解決することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の現像装置は、上記目的達成のために、静電潜像
担持体と、内部に磁界発生体を有する現像剤担持体とし
ての回転体を、両者の外周面間に最近接部をもつ近接領
域を形成するように配設し、 上記磁界発生体は、上記回転体の上記最近接部に、回転
体表面に垂直な磁界成分の最大密度点を生せしめる位置
に磁極を配され、 上記回転体表面に磁性現像剤を担持し、上記近接領域内
で上記垂直磁界成分により、上記磁性現像剤を穂立ち状
態に形成せしめて現像を行なう現像装置において、 上記磁極が形成する水平磁界成分は、上記回転体の周方
向距離に対する密度の変化率の絶対値が極大値をとる位
置及びその近傍で、現像領域の両端部を形成している。

ことによって構成される。

［作用］ 上記のように構成された現像装置が起動するど、回転体
の表面上に薄層化された現像剤が静電潜像担持体と回転
体の近接領域に搬送される。該現像剤は、上記回転体の
近接領域に配設され１回転体の周方向距離に対する水平
磁界成分の密度の変化率の絶対値が極大値をとる位置及
びその近傍で現像領域の両端部を形成するように設定さ
れた磁極の磁界によって穂立ちし、静電潜像担持体に担
持された静１！潜像の電荷に応じて可視像を形成させる
。

［実施例］ 以下、添付図面にもとづいて、本発明の実施例装置を説
明する。

第１図（Ａ）は、一実施例装置としての現像装置で現像
剤担持体としての現像スリーブの周辺を示す断面図であ
り、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の現像スリーブと静電
潜像担持体としての感光ドラムが形成する近接領域を拡
大し、該近接領域内の垂直磁界成分の分布の様子を模式
的に示した図である。

第１図（Ａ）において、現像スリーブ２は、感光ドラム
ｌに所定間隙をもって対向する位置に入方向に回転自在
に配設されている。該現像スリーブ２の内部には、四つ
の磁石ａ、ｂ、ｃ、ｄを周部に有する磁界発生体３が所
定位置に固定設置されている。各磁石は、その対をなす
二磁極の一方の磁極が現像スリーブ２の周面に向くよう
に配置されており、磁石ａが現像極を、磁石ｌ）が現像
剤規制様（カフェ・極）を、磁石Ｃ及びｄが現像剤搬送
極を、それ・ぞれ形成している。

また、現像スリーブ２の上部には、現像剤１０の穂立ち
高さを規制して現像スリーブ」二の現像剤を薄層化する
ためのブレード４が上記磁石すに対向した位置に配設さ
れている。現像スリーブ２の右側は、開口にて上該現像
スリーブ２の左部分を突出状態で配置し、かつ該現像ス
リーブ２へ供給する現像剤１０を収容するための容器８
となっている。なお、２ａは現像スリーブ２の回転中心
であると共に磁界発生体３の固定中心でもある。

第１図（Ｂ）は、上記第１図（Ａ）における近接領域を
拡大して示しており、同図では、磁石ａの周表面側の磁
極である現像極（本実施例ではＮ極）の垂直磁界成分の
分布の様子を、現像スリーブ２の周表面位置での磁束密
度を矢印の長さで示している。

周知のように磁石ａの磁界は、磁石ａを中心として全方
向に形成される。したがって、現像スリーブ２の表面に
は垂直磁界成分と水平磁界成分とが形成され、現像剤の
穂立ちの方向は図中に示された垂直磁界成分と、図示さ
れていない水平磁界成分とによりて決まる。ここで、水
平磁界成分というのは、スリーブ円周での接線の方向に
ついての磁界成分である。

この現像極の水平磁界成分の密度分布状態を修正するこ
とにより、既述した従来装置の問題点として指摘した現
像領域の両端部で生じる、現像剤の傾斜した穂立ちによ
る現像を防止することができる。

すなわち、現像領域の両端部での、現像極の水平磁界成
分の磁束密度の変化率を大きくなるよう修正して設定す
ることにより上述問題点か解消される。

以下は、本実施例において、問題点の解消のためにどの
ように現像領域で水平磁界成分の密度分布を形成したか
について詳述する。そこで、先ず１本実施例装置にあフ
て上述近接領域内において現像領域として設定し得る最
大範囲を明らかにするが、これに先立ち、本実施例装訝
の回転体としての現像スリーブ２は略円筒であるので、
現像スリーブ２の周面上に形成される現像領域は、現像
スリーブ２の回転中心２ａに対する中心角に対応させて
説明する。

第２図は第１図（Ｂ）と同様に現像スリーブ２と感光ト
ラムｌの近接領域を表わしている。ここで現像スリーブ
２の回転中心２ａ、感光ドラム１の回転中心１ａを結ぶ
線部を基準線りとし、現像スリーブ２上の点をＸとする
。この基準線りと現像スリーブ２の外周面及び感光ドラ
ムｌの外周面との交点をそ゛れぞれＸ、、　Ｙ、とする
、距離Ｘ。Ｙ、は現像スリーブ２と感光ドラム１が対向
した最短距離であり、Ｘｏは現像領域の中央に位置する
こととなる。

この位置Ｘ０を含む周方向での近傍にて上述の現像極の
垂直磁界成分の密度がほぼ最大で、かつ水平磁界成分が
ほぼ最小となり、該部分を最近接部として以下説明する
。

上述のような最近接部を近接領域のほぼ中央にもつ本実
施例装置にあって、現像スリーブｚ上の現像剤により感
光ドラム１上の静電潜像を現像可能とする限界としての
、現像スリーブ２と感光トラム１との最長距離を文■ａ
ｘとする。

この！ｌ　ｗａｘと等しい長さで、線分Ｘ。Ｙｏと平行
な、現像スリーブ２と感光体１の表面を結ぶ線分なＸ、
Ｙ□とする。この線分ｘ、ｙ、は、第２図に示されるご
と＜ＸＯを挾む二位置に存在し、現像可能範囲内では対
向する現像スリーブ２と感光ドラムｌの対向距離の最長
である。すなわち、この２本の線分ＸｔＹｔ、Ｘ□Ｙ、
に挾まれた周方向範囲が現像領域として設定し得る範囲
といえる。ここで、ｌ　ｗａｘの値は磁界強度等の設計
条件によって変わるので、現像領域として設定し得る最
大範囲（周方向での範囲）もこれに伴ない変動すること
になるが、本発明者の試験結果によると通常はｆＬｗａ
ｘ≦２０００　ｕ、■であり、その前提で現像領域とし
て設定することが多くの場合好ましい。

次に、上記現像領域における現像極の水平磁界成分の密
度分布について説明する。上記した第２図の現像スリー
ブ２上の周方向の任意位置Ｘと現像スリーブ２の回転中
心２ａを結んだ線分が、基準線りどのなす角度なαとす
る。また、このときの位置ｘｌの基準線からの角度をα
■ａｘとする。

ここで、現像領域は、角度αによって表わすならば１α
ｗａｘ　ｌ以下の範囲内である。この角度αによって表
わされる現像領域内において、回転体の周方向距離に対
する密度の変化率として現像スリーブ２の回転中心２ａ
に対する単位中心角当りの水平磁界成分の密度変化率（
ガウス７度）の絶対値の極大値で現像領域の両端部を形
成するように現像極を磁化設定する。

すなわち、現像領域として設定し得る最大範囲の両端の
位１ｔＸｔ、Ｌにより挟まれる中央位！！ｘ０を包む範
囲内で、中央位置から両側へ所定距離となる位置を現像
領域の両端部とすべく現像極を磁化設定する。なお第３
図に示されるごとく１回転体中心に対する単位中心角度
当りの水平磁界成分の密度変化線が３０ガウス以下では
多くの場合、「尾引き」、「飛び散り」等の画像障害の
発生が確認されており、一般に、密度変化率の絶対値の
極大値は３０ガウス／度以上となるよう磁化設定するこ
とが好ましい。

以下では、さらに詳しく本実施例装置の現像極が形成す
る垂直及び水平磁界成分の密度分布状態を図をもって具
体的に説明する。第４図には、垂直磁界成分及び水平磁
界成分の密度分布が示されている。

なお、図中の実線及び破線は、本実施例による装置の現
像極の垂直磁界成分及び水平磁界成分の密度分布を示し
、また二点鎖線及び−点鎖線は従来の装置の現像極の垂
直磁界成分及び水平磁界成分を示している。

横軸は、第１図（Ａ）に示される磁石ａと、現像スリー
ブ２の回転方向Ａにおいて上流側に位置する磁石すとの
中間位置にあって、磁石ａの現像極の垂直磁界成分の密
度がＯガウスとなる位置を基準位置θ。とじ、現像スリ
ーブ２の回転中心２ａに対して下流側（現像極側）へ角
度θをもって示されている。縦軸は現像スリーブ２の表
面での垂直磁界成分密度及び水平磁界成分密度なＧ（ガ
ウス）で表わしている。同図において、本実施例と従来
装置の垂直磁界成分密度を比較すると、本実施例の場合
（実線）の方が従来装置（二点鎖線）よりも中央位置（
角度θ＝５０度近辺）の最大密度点Ｓを頂点としてその
近傍では密度の変化率が比較的安定しており、中央位置
から両側へ所定距離となる位置て変化率が大きくなって
いる。また、水平磁界成分密度を比較すると、本実施例
（破線）の装置の方が従来の装置（−点鎖線）よりも−
Ｆ、記中央位置を最小密度点としてその近傍で密度の変
化率が安定し、中央位置から両側へ上記所定の距離とな
る位置で変化率が大ぎくなっていることがわかる。上記
の関係をより明らかにするため、第４図の縦軸の水平磁
界成分の密度（Ｇ（ガウス））を上記角度Ｏで微分し、
角度θに対する変化率を縦軸にとったものが第５図であ
る。この両者を比較すると、中央位置から両側へ所定距
離となる位置で、変化率が大きく、極大値（最大値）及
び極小値（最小値）が明瞭となっている。

これは、−上述したごとく本実施例装置の現像極は、現
像領域の中央位置から所定距離となる位置（すなわち、
現像領域の両端部となる位置）で、水平磁界成分の密度
変化率の絶対値が極大となるよう設定されているからで
ある。

以上説明したごとくに磁化設定された現像極を有する本
実施例装置の現像領域を拡大した現像剤の穂立ちの状態
を示したのが第６図である。現像領域の両端部Ｎｔ、　
Ｎ、で垂直及び水平の磁界成分の密度の変化率が大きい
ので該現像領域の端部での穂立ちの有無かはっきりとし
ている。その結果。

スリーブ２上で垂直に穂立ちした現像剤が現像領域内で
整然と配列されている。その結果、現像剤１０は乱れる
ことなく感光ドラムｌに吸引移行して「尾引き」、「飛
び散り」等の画像障害を生じない。

次に、本発明の他の実施例装置として現像スリーブ２と
感光ドラムｌの間に隔絶板を設けた装置について説明す
る。ただし、本実施例装置は上述第一の実施例装置とそ
の多くを共通とするので、第２図に本実施例の特徴であ
る隔絶板１４を同図において二点鎖線で示し、他の部分
については説明を省略する。本実施例装置は、現像領域
端部の傾斜した親書剤が現像に関与せぬよう隔絶板１４
を設けた。この隔絶板１４は、少なくともＸ、Ｘ、の範
囲内に先端か位置するように現像スリーブ２と感光体ｌ
との間でスリーブ２の長手方向に配設されている。その
材質は使用する現像剤の性質や周辺部材により非磁性、
磁性、絶縁性、導伝性等について選択が可能である。ま
たその形状についても第２図に示されるごとく先端部を
尖状形とｂてもよいし、矩形としてもよい。第２図のご
とく隔絶板１４の先端部を現像領域の端部近傍に設置し
た場合には、例えば交ｗａｘ　ｍ　２０００ル霧の場合
基部での厚さが５〜１５００ＩＬ閣のポリエチレンテレ
フタレートやステンレス鋼板が使用できる。第２図ては
隔絶板１４を現像スリーブ２の回転方向Ａの下流側の現
像領域端部にのみ設けたが、上流側のみに設けることも
可能であるし、上流及び下流側に設けることも可能であ
る０以上のような本実施例装置によるならば現像領域の
端部での傾斜が大きい現像剤の穂立ちによる現像をさら
に確実に防止できる。

なお、以上説明した本発明装置の磁界発生体に配設する
磁石としてはフェライト焼結タイプ、樹脂性の一体成形
タイブ等広く適用可能である。また、現像極磁化設定も
垂直成分の最大密度点を中央とし左右対称である必要は
なく、非対称であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る現像装置の現像極は
、現像領域の両端部で、水平磁界成分の密度変化率の絶
対値が極大値となるよう磁化設定したので、現像領域の
両端部において水平磁界成分の密度が急激に変化するこ
ととなり、現像剤の穂立ちの有無をはっきりさせること
かできる。

よって、傾斜した現像剤により現像がなされるという事
態がなくなり、従来装置の有していた「尾引き」、「飛
び散り」等の画像障害を防止でき、常に高品質の画像を
提供できるという効果をもたらす、磁界発生体は、固定
磁石と樹脂との一体成形によって製作可能であり、フェ
ライト焼結ターイブ磁石、張り合せタイプ、埋め込みタ
イプの磁石に比較して大幅な廉価化及び軽量化も可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明一実施例装置の概要構成断面図、
第１図（８）は第１図（Ａ）の近接領域を拡大して該領
域での垂直磁界成分密度分布を示した図、第２図は現像
剤担持体と静電潜像担持体の近接領域を示Ｌ／、さらに
第二実施例を二点ｉｌｎ線により示した図、第３図は水
平磁界成分密度の変化率と画像障害発生状態との関係を
示す図、第４図は本発明の一実施例装置の現像極と従来
装置の現像極の垂直磁界成分及び水平磁界成分の密度分
布を示した図、第５図は第４図の水Ｙ磁界成分について
回転体の中心角に対する変化率を示した図、第６図は本
発明装置の現像領域を拡大して現像剤の穂立ちの状態を
示した図、第７図は従来装置の現像領域を拡大して現像
剤の穂立ちの状態を示した図である。 ｌ・・・・・・・・・静電潜像担持体（感光ドラム）２
・・・・・・・−・現像剤担持用回転体（現像スリーブ
）３・・・・・・・・・磁界発生体 １ト・・・・・・・・現像剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体と、内部に磁界発生体を有する現
   像剤担持体としての回転体を、両者の外周面間に最近接
   部をもつ近接領域を形成するように配設し、 上記磁界発生体は、上記回転体の上記最近接部に、回転
   体表面に垂直な磁界成分の最大密度点を生ぜしめる位置
   に磁極を配され、 上記回転体表面に磁性現像剤を担持し、上記近接領域内
   で上記垂直磁界成分により、上記磁性現像剤を穂立ち状
   態に形成せしめて現像を行なう現像装置において、 上記磁極が形成する水平磁界成分は、上記回転体の周方
   向距離に対する密度の変化率の絶対値が極大値をとる位
   置及びその近傍で、現像領域の両端部を形成している、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）現像領域の両端部における、水平磁界成分の回転
   体の中心角に対する密度変化率は、３０ガウス毎度以上
   であることとする請求項（１）に記載の現像装置。
3. （３）現像領域は、静電潜像担持体と回転体の表面対向
   距離が２０００ミクロンメートル以下であることとする
   請求項（１）または（２）に記載の現像装置。
4. （４）静電潜像担持体と回転体とを隔絶する隔絶手段が
   、上記静電潜像担持体と回転体とが形成する近接領域に
   おける現像領域の端部近傍に配設されていることとする
   請求項（１）ないし（３）のいずれかに記載の現像装置
   。