JPH02277085A - 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］ 本発明は、電子写真技術の画像形成装置のおける現像装
６の分野て利用され、特に潜像担持体上に形成された潜
像を現像剤により可視像化する現像装置に関する。

［従来の技術］ 従来、交流電圧に直流電圧か重畳された現像バイアス電
圧を現像剤担持体としての現像スリーブに印加すること
により、現像スリーブ上の現像剤を潜像担持体としての
感光ドラムの方向に飛翔させて感光ドラム表面に形成さ
れた潜像を可視像化する非接触現像法か知られている。

そしてそのための現像装置としでは、特開昭５６−１４
２６７あるいはは特開昭６２−２８７７：ｌによって開
示された極間現像法を利用したものがある。

この極間現像法による現像装置は、現像スリーブか感光
ドラムとの間の近接部に現像領域を形成するように配設
され、上記現像スリーブ内部には異極の磁界発生手段が
Ｌ２現像領域を挟むように固設され、二つの磁界発生手
段の磁極は現像スリーブ表面ての磁束密度分布か上流側
及び下流側共に等しくなるように、それぞれの磁力の強
さが設定され、かつ上記二つの磁極は、現像スリーブと
感光トラムの最近接点から現像スリーブの中心角で上流
側及び下流側にほぼ同じ角度の位２に配設された構成を
なしている。

第４図（Ａ）〜第４図（Ｄ）には、上記構成を有する従
来の現像装はのおける上記現像領域３ての現像プロセス
か示されている。第４図（Ａ）は、上記現像バイアス電
圧か上記現像スリーブに印加されていない場合の、上記
現像領域３における現像剤の上記二つの磁極による拘束
状態を示したものである。また第４図（Ｂ）〜第４図（
Ｄ）は、上記現像バイアス電圧か上記現像スリーブに印
加されたときに、上記現像領域３の各現像剤粒子に対し
てＥ２感光ドラム方向の力が作用した場合の上記現像剤
粒子の拘束状７ｇｉから飛翔するまての変化を示したし
のである。

これらの図を参照して、上記現像領域３における現像剤
の飛翔プロセスを説明する。

第４図（八）に示したように、上記現像スリーブ表面に
担持され図中の矢印Ｂ方向に搬送される現像剤は、Ｌ２
二つの磁極による磁力線に沿って複数の現像剤粒子か連
９５（以下、「穂」という）する。最近接点Ｃの近傍に
形成される現像領域３を周方向て挟むように配設された
上記二つの磁極（図示せず）近傍（図示の現像領域３外
の左右の部分）では現像スリーブ２上にて現像スリーブ
表面に対して垂直方向の磁界成分（以下、単に「垂直成
分」という）か現像スリーブの表面に沿った方向の磁界
成分（以下、単に「水平成分」という）よりも大きくな
るため、上記穂か現像スリーブ表面に対して垂直方向に
立つ、いわゆる「穂立ち」を形成する。一方、上記現像
領域３ての現像剤粒子は、磁力線に沿って穂を形成する
ものの磁界の垂直成分は殆んとなく磁界の水平成分たけ
になるため、穂立ちせずに現像スリーブ上に寝た状ｙＥ
；になる。

上記状態で現像バイアス゛ｉ「圧が現像スリーブに印加
されると、現像スリーブ２−ヒの各現像剤粒子には、感
光ドラム方向（第４図（Ｂ）で上方向）の力と１該感光
ドラム方向とは逆方向のカである現像スリーブ方向の力
か交流゛電圧の周波数に対地してそれぞれ交互に作用す
る。上述したように、上記現像領域３の現像剤粒子には
上記トｑ磁極による磁界の垂直成分は殆んどなく、磁界
の水平成分だけか作用しているため、上記現像バイアス
電圧か現像スリーブ２に印加されて、上述した感光ドラ
ム方向の力か上記現像領域３の各現像剤粒子に作用する
と、それまで現像スリーブの表面上て現像スリーブの表
面に沿って形成されていた現像剤の穂は第４図（Ｃ）に
示したように分断され、感光ドラム上の静電潜像に向っ
て飛翔する（第４図ＣＤ）　）　。

現像剤か飛翔する際、現像剤は上述したように長い穂を
形成せずに感光ドラム上の静電潜像に転移するため、静
電潜像の領域、例えば静電潜像に文字か形成されている
場合にその文字像から上記現像剤の穂かはみ出すことが
なく忠実にその文字を！Ｊｊｌ像化される。したがって
、極間現像法では現像時のいわゆるかぶりが発生せず、
現像後の画像を鮮明なものとすることかできる。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記構成を有する従来の現像装置では、
−上述したように上記二つの磁極による現像スリーブ表
面てのそれぞれの磁束密度分布が等しくなるようにＰ？
磁極の磁力の強さを設定することとしている。その際、
現像スリーブ表面ての磁束密度が大きくなるように、す
なわち現像スリーブ表面に強い磁界か形成されるように
磁極の磁力の強さを設定した場合は、上記現像領域にお
ける現像剤に対する上記両磁極による拘束力が大きくな
る。したかって、現像時に上記現像バイアス電圧か現像
スリーブに印加されても適量の現像剤か感光ドラムに転
移せず、現像後の画像か薄くなる。

また、現像時において特に現像に寄与する部分が１．上
記現像領域のうちの下流側の部分であることか知られて
いる。したかって、上記のごとく両磁極の磁力の強さを
大きく設定した場合には、現像時に上記のごとく特に現
像に寄与する部分ての磁束密度か大きいために、現像剤
か感光ドラム方向に飛翔する際に現像スリーブ表面に引
き戻されてしまうという問題か生しる。

一方、現像スリーブ表面での磁束密度が小さくなるよう
に、すなわち現像スリーツ表面に弱い磁界か形成される
ように磁極の強さを設定した場合には、上記現像領域に
おける現像剤に対する上記拘束力か小さくなる。したか
って、現像時に上記現像バイアス電圧か現像スリーブに
印加され、感光ドラム方向の力を上記現像剤に作用させ
たとき、その力か小さいものであっても上記現像剤は感
光ドラム方向に飛翔する。その結果、上記感光ドラム上
の静′ｔＷｒ像に転移する現像剤の量か過剰となり、現
像後の画像にかぶりか発生するといろ問題か生しる。

以上のように、上記二つのｓｉ極による現像スリーブ表
面でのそれぞれの磁束密度分布か等しくなるように設定
された従来の極間現像法による現像装置は、その設定の
大きさによっでは、現像スリーブ」二の現像剤か感光ド
ラムに飛翔しにくくなり、あるいは過剰に飛翔されるた
めに、ａ′＃ｌｌｌな画像を得ることかてきない場合か
生していた。

本発明の目的は、上記の問題を解消し、現像の際に適量
の現像剤か現像スリーブから感光トラム上の静電潜像に
転移して、現像後の画像を鮮明なものとすることかてき
る現像上とを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 末完１」によれば、上記目的は、 表面に静電ＰＦ！像か形成される潜像担持体と、ｆＩ定
の方向に回転し、上記潜像担持体に近接して配設され、
その近ｖｃ部に現像領域を形成する現像剤担持体と。

上記現像剤担持体の内部にあって、該現像剤担持体の回
転方向に対して上記現像領域の上流側及び下流側に固設
された異極の二つの磁界発生手段とを有する現像装置に
おいて 上記二つの磁界発生手段は、それぞれの磁界発生手段の
磁極の中心と上記現像剤担持体の中心とを結んてなす角
度の範囲内て、上記現像剤担持体と上記潜像担持体の最
近接点から同一・角度たけ上流側及び下流側に離れた任
意の位置における、Ｅ記現像剤担持体上の現像剤に対す
る拘束力は、下流側の拘束力か上流側よりも小さくなる
ようにそれぞれの磁界発生手段の磁束′ｆ：度分布か設
定されている ことにより達成される。

［作用］ 上述のＪＩ６成によれば、回転せる現像剤担持体の表面
に担持され、現像領域及びその近傍に搬送された現像剤
は、現像剤担持体内部にあって上記回転の方向に対して
現像領域の上流側及び下流側に固設されたそれぞれの磁
界発生手段による磁力線に沿って穂を形成する。その際
、現像領域では。

磁界の垂直成分かほとんど零て水平成分たけとなるため
、現像剤は穂を形成しつつも穂立ちはせず、現像剤担持
体上に寝た状！８となる。そして、上記磁界発生手段に
よる現像剤担持体表面の現像剤に対する拘束力は、上記
現像領域の下流側の方が上流側よりも小さくなるように
設定されているのて、現像領域のうち特に現像に寄与す
る部分である）流側の現像剤に対する現像剤担持体方向
への拘束力か弱くなる。したがって、この状態で現像バ
イアス電圧か現像剤担持体に印加されると、現像剤担持
体上の特に現像領域のうちの］流側の現像剤が潜像担持
体方向に飛翔し易くなり、また、現像領域の下流側の現
像剤に対する拘束力か小さいことから、飛翔した現像剤
は現像剤担持体方向に引き戻されることかないために、
潜像担持体表面に形成された静′１ｔＷｉ像を良好に５
ｊ視像化する。

［実施例コ 以下添付図面に基づいて未発ｒ１１の現像装置を詳細に
説明する。

第１図は、本発明の第一・実施例装置の部分断面図であ
る６本実施例の装置は、現像剤としての一成分系の高抵
抗磁性トナーを使用し、極間現像法によって潜像担持体
ｌの表面に形成された静電潜像を顕像化するものである
。

同図において、１はＯＰＣ！：ｉｒの光導電層を有し、
図中の矢印Ａの方向に回転する潜像担持体としての感光
ドラムである。

上記感光トラムｌには現像剤担持体としての現像スリー
ブ２が近接して配設され、Ｌ２感光トラム１との近接部
に現像領域３を形成し°Ｃいる。この現像スリーブ２は
、図中の矢印Ｂの方向に回転することにより現像剤補給
器内の現像剤か塗布される。この塗布された現像剤は磁
性フレード７によって所定層厚に規制されて上記現像領
域３に担持・搬送される。

上記現像スリーブ２の内部には、現像領域３に磁界を発
生するための磁極４．磁極５及び上記現像剤補給器内の
現像剤を現像スリーブ２の表面に担持させるための磁極
（図示せず）を有するマグネットローラ６か゛固設され
ている。マグネットローラ６のｌｊｉ極４は、図示され
ているように現像スリーブ２の回転方向（矢印Ｂ）に対
して上記感光トラムｌと現像スリーブ２との最近接点Ｃ
よりも上流側に配設されている。また、磁ＭＩ５は磁極
４と磁性の異なる磁極てあり、上記最近接点Ｃよりも下
流側に配設されている。磁極４及び磁極５は、それぞれ
の磁極の中心と現像スリーブ２の中心とを結んでなす角
度（開き角度）の範囲内て、−上記最近接点Ｃから同一
角度たけ離れた上流側及び「流側の位置における。現像
スリーブ２上の磁性トナーに対する拘束力のうち下流側
の磁極５の拘束力か上流側の磁極４よりも小さくなるよ
うにそれぞれの磁束密度分布か設定されている。

本実施例では、磁極４は現像スリーブ２表面上での該磁
極４にもとづく最大磁束密度か約７００ガウス以上約９
００ガウス１！Ｆになるように磁力の強さが設定されて
おり、またＦｊｉＦｊ５は同様の最大磁束密度が約３０
０ガウス以上約６００ガウス以下になるように磁力の強
さが設定されている。

なお、磁極４及び磁極５の磁力の強さは、現像スリーブ
２の表面におけるそれぞれの磁極による最大磁束＜Ｉｆ
、度の差か約ｌ圓ガウス以上になるように設定されてい
る。また、両磁極の１記開き角度θは、約３０度以上約
５０度以下に設定されている。

一方、現像スリーブ２には、ＡＣ電圧にＤＣ５ｉ圧か重
畳された現像バイアス′−を圧を該現像スリーブ２に印
加するためのＡＣＣ電源８びＤＣ電源９か接続されてい
る。

第２図は、上記現像領域３における現像スリーブ２表面
の現像剤の状ｆ９を示す図である。

同図に示されているように、現像スリーブ２の表面て担
持され現像領域３に搬送された現像剤は、磁力の強さが
上記のように設定された磁極４及び磁極５の作用によっ
て磁力線の方向に沿った穂を形成するか、感光ドラム（
図示せず）と現像スリーブ２の最近接点（図中二点鎖線
）Ｃよりも現像スリーブ２の回転方向（矢印Ｂ）におい
て下流側の領域りでは穂を形成しつつも現像スリーブ２
の表面に寝た状態になっている。

なお、感光トラム上の静電潜像を現像する際、実際に現
像に特に寄与しているのは現像領域３のうち上記最近接
点Ｃよりも下流側であることが知られている。すなわち
、本実施例では図中の領域りの近傍の現像剤か現像に寄
与することになる。

ここて、本発明者らによる実験について説明する。

（実験） 第１図の装置の磁極４及び磁極５の磁力の強さを。

■磁極４を８００ガウス、磁極５を８００ガウスにする
、 Ｑ）磁極４を８６０ガウス、磁極５を６００ガウスにす
る、 （３）磁極４を５８０ガウス、磁極５を８１０ガウスに
する、 ■磁極４を５７０ガウス、磁極５を５７０ガウスにする
、 の四種類に設定し、それぞれについて現像スリーブ２上
の現像剤の状態及び現像後の画像の状態について調べた
。なお、上記両磁極の開き角度は４４度に設定され、両
磁極は上記最近接点Ｃか、Ｌ記聞き角度の中心になるよ
うに配設された。

（実験の結果） 実験によれば、現像スリーブ２上の現像領域３における
現像剤の状態は上記■及び■では現像剤は現像領域３て
密なる状態で寝た穂を形成していたのに対し、Ｌ記■及
び［株］では上記現像領域３て現像剤が粗の状態になつ
ており、特に現像領域３の左右両端域では現像剤の穂が
少し立った状態になった。

上記の状態て現像した場合の画像状態は、上記（？）か
鮮明なものになったのに対し、上記■では現像時に現像
剤の感光トラム１方向に飛翔する量が少なく現像時の画
像の線か細くなり１画像か薄くなってしまった。また、
Ｅ記■では現像時に感光トラム方向に飛翔した現像剤か
現像スリーブ２に引き戻されるという現象か起こり、現
像後の画像か粗いものになった。また上記■では現像時
に現像剤か感光トラム１方向に過剰に転移し、現像後の
画像か乱れて不鮮明なものになった。

Ｌ記実験の結果から、磁極５の磁力の強さを磁極４より
も小さく設定することによって鮮明な画像を得られるこ
とかわかった。

さらに、実験を行なった結果、磁極４による現像スリー
ブ２表面の最大磁束密度を約６００ガウス以り約９００
ガウス以下、より好ましくは約７５０ガウス以上約８５
０ガウス以下に、磁極５による現像スリー７２表面の最
大磁束密度を約３圓ガウス以上約６００カウス以下、よ
り好ましくは約５００ガウス以ヒ約６００ガウス以ドに
設定し、かつ磁極５の磁力を磁極４の磁力よりも　１０
０ガウス以上小さくなるようにｍｙｊ４及び磁極５のそ
れぞれの磁力の強さを設定することによって現像後の画
像を美しいものとすることかできることかわかった。

次に、本発明の第二実施例装置を参照し゛Ｃ説明する。

本実施例では、磁性体である現像剤粒子に対する債権に
よる拘束力か−）、記現像剤粒子の位置における磁束密
度の絶対値と、その伎ｌでの距離に関する磁束密度との
積に比例することに鑑み、磁極５の半値幅を広げること
で最大磁束密度近傍の磁束密度の変化率を小さくし、磁
極５による現像スリーブ２上の現像剤に対する拘束力を
磁極４による拘束力よりも小さくなるように設定したも
のである。

具体的には１本実施例装こは、ｆ！ｉ極４及び磁癲５に
よる現像スリー７２表面の最大磁束密度か共に約５００
ガウス以上約９００ガウス以下のほぼ等しい値になるよ
うに設定されており、かつ磁極５の半イ１１幅か磁極４
の半値幅よりも大きくなるように設定されている。

このように磁極を設定することにより、磁極５による現
像スリーブ２上の現像剤の拘束状態が第１　＋−＜の二
点ｊＯ線のように磁極４による拘束力よりも弱くするこ
とかてき、第一実施例装置と同様の効果、つまり磁極５
による現像スリーブ２の表面における最大磁束密度が磁
極４による最大磁束密度よりも小さくなるように磁極４
及び磁極５の磁力を設定したのと同様の効果を得ること
かできる。

次に１本実施例の第三実施個装こを第３図に基づいて説
明する。

本実施例装置は第一実施例装置における磁性プレート７
に代え、ウレタンゴム等からなる弾性プレート９を用い
たものである。第３図は、弾性ブレード９を適用した本
実施例の部分拡大断面図である。

同図に示されているように１弾性プレート９は同図に８
ける投手力向の一端か支持部材ｌＯによって固定されて
おり、自由端はその一部か現像スリーブ２に所定の圧力
をもって弾力的に圧接されている。

このように弾性プレート９を使用して現像剤と現像スリ
ーブ２の表面の摩擦を大きくさせることのより、現像剤
に高い電荷を付シさせることかてきる。現像バイアスが
印加される際、現像剤か感光ドラム方向に引きつけられ
る力は、上記現像剤のｉｉ、荷の大きさに比例するのて
、磁極４及び磁極５による現像スリーブ２１の現像剤に
対する拘束力か大きい場合にも、引きつける力、すなわ
ち飛翔力を大きくさせることかてき、感光トラム１上の
静電潜像に対して十分な現像を行なうことか可能になる
。

なお、弾性プレート９の取り付は方法、あるいは形状は
本実施例のものに限ったものではないことは言うまでも
ない。

また、以上の実施例では、磁極４及び磁極５による現像
スリーブ２表面の最大磁束密度の設定あるいは両磁極の
半値幅の設定によって、現像領域における下流側の磁性
トナーに対する拘束力をと流側よりも小さくしたか、上
記最大磁束密度及び１記半偵輻の内方を設定することに
よって本発明を実行することも可能であり、さらにこれ
に加えＬ記両磁極の開き角度を調整することによっても
本発明を実行することかてきる。

［発すｊの効果］ 本発明は以上のごとく、極間現像法による現像装置にお
いて、現像領域の下流側の磁界発生手段による現像剤担
持体表面の現像剤に対する拘束力か、現像領域の上流側
の磁界発生手段による拘束力よりも小さくなるようにそ
れぞれの磁力の強さ等を設定することとしたので、現像
の際、現像領域のうち現像に最も寄与する部分の現像剤
担持体表面の現像剤はその連鎖か容易に分断されて潜像
担持体表面の静電潜像に転移するため、かぶりあるいは
乱れのない鮮明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第−及び第二実施例装置を共通して
示す断面図、第２図は第１図の装この現像領域における
現像剤担持体上の現像剤の状態を説明する図、第３図は
本発明の第三実施例装置の部分拡大図、第４図（Ａ）〜
第４図ＣＤ）は従来及び本発明の各実施例装置係る極間
現像法における現像時の現像剤の飛翔プロセスを説明す
る図である。 ｌ・・・・・・・・・・・・潜像担持体（感光ドラム）
２・・・・・・・・・・・・現像剤担持体（現像スリー
ブ）３・・・・・・・・・・・・現像領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、 所定の方向に回転し、上記潜像担持体に近接して配設さ
   れ、その近接部に現像領域を形成する現像剤担持体と、 上記現像剤担持体の内部にあって、該現像剤担持体の回
   転方向に対して上記現像領域の上流側及び下流側に固設
   された異極の二つの磁界発生手段とを有する現像装置に
   おいて、 上記二つの磁界発生手段は、それぞれの磁界発生手段の
   磁極の中心と上記現像剤担持体の中心とを結んでなす角
   度の範囲内で、上記現像剤担持体と上記潜像担持体の最
   近接点から同一角度だけ上流側及び下流側に離れた任意
   の位置における、上記現像剤担持体上の現像剤に対する
   拘束力は、下流側の拘束力が上流側よりも小さくなるよ
   うにそれぞれの磁界発生手段の磁束密度分布が設定され
   ている、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）現像領域の下流側の磁界発生手段は、該磁界発生
   手段による現像剤担持体表面における最大磁束密度が上
   記現像領域の上流側の磁界発生手段による最大磁束密度
   よりも小さくなるように磁力の強さが設定されているこ
   ととする請求項（１）に記載の現像装置。
3. （３）現像領域の下流側の磁界発生手段は、該磁界発生
   手段による現像剤担持体表面における最大磁束密度が上
   記現像領域の上流側の磁界発生手段のよる最大磁束密度
   よりも約１００ガウス以上小さくなるように磁力の強さ
   が設定されていることとする請求項（２）に記載の現像
   装置。
4. （４）磁界発生手段による現像剤担持体表面の最大磁束
   密度は、現像領域の上流側では約７００ガウス以上約９
   ００ガウス以下に下流側では 約３００ガウス以上６００ガウス以下になるように、そ
   れぞれの磁界発生手段の磁力の強さが設定され、かつそ
   れぞれの磁界発生手段の磁極の中心と現像剤担持体の中
   心とを結んでなす角度が約３０度以上約５０度以下に設
   定されていることとする請求項（２）または請求項（３
   ）に記載の現像装置。