JPH0277772A - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は静電潜像を現像剤にて現憚する技術の分野に
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
非磁性の回転体とて構成されている。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か−・定植
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、回転体の内部に一磁極か回転体外周面側に向くよ
う磁石を複数布する磁界発生手段としての磁界発生体か
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、」−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か現像
領域の略中央部て垂直磁界成分（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１ノていわゆる
「穂立ち」を形成させ、１−記静電潜像担持体へ現像剤
を移行せしめている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、従来の現像装置にあっては、現像領域の
両端側へと向うにしたか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（−に配回転体表
面に平行な磁界成分）の密度か徐々に増す。その結実現
像領域の両端側になるほど現像剤の穂立ちか傾斜してし
まい、そのためその部分での現像かなされた画像には種
々の障害か生じる。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（画像か形成され
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」かさらに悪化して複写画像の周近
部にまて現像剤の粒子か飛び散る状態なとの画像形成に
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
示したのか第６図である。同ＩＭにおいて現像剤担持体
としての現像スリー７２、−）二に現像剤１０か担持さ
れている。また、静電潜像担持体としての感光１〜ラム
ＩＬには静電潜像（第６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）か担持されている。そして
感光トラムｌと現像スリー７２との最近接部（図示の場
合、現像領域の中央部）ては現像スリーブ２上て穂立ち
した現像剤１（）か電気的吸引力を受けて感光ドラム１
側入移動する。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かい、水平磁界成分の影響を受
けて穂ゲちか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て示されること〈現像領域両端部に
おいてはかなり顕著に表われている。例えば、第６図に
示された現像領域の左側部分においては、現像スリープ
２上て傾斜している現像剤１０の穂立ちの一部か、感光
トラムｌと現像スリー７２との間隔か大きくなる傾向に
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、回転している感光トラムｌ上で
は画像形成方向Ａに現像剤１０のずれか生してしまう。

この現像剤１０のずれか複写画ｆｆ１ｌ−では後方に線
状となって延びる」−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」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、内部に磁界発生手段か配設され、所定の方向
に回転する現像剤担持体としての回転体とを、両者の間
に最近接部をもつ近接領域か形成されるように配設し、 −上記磁界発生手段は、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、 」１記回転体表面に磁性現像剤を担持し、上記近接領域
内で」−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、 」二記現像装置は、上記回転体表面の垂直磁界成分の最
大密度点を中心として上記回転方向の上流側及び下流側
に所定の角度をもって現像可能領域を形成し、 上記磁極か形成する上記回転体表面に平行な磁界成分は
、上記回転体の単位回転角に対する密度変化率の絶対値
の極大値か」−記現像可ｆｌ領域内にあるように設定さ
れている、 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か起動すると、回転
体の表面上に薄層化された現像剤か静電潜像担持体と回
転体の近接領域に搬送される。−方、回転体に配設され
た磁極のうち少なくとも一つは、静電潜像担持体と回転
体の近接領域に現像可能領域を形成し、さらにその磁極
か形成する回転体表面に平行な磁界成分は、回転体の単
位回転角に対する密度変化率の絶対値の極大値か該現像
可能領域内に存在するように設定されている。

したかって、上記現像剤は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電潜像の電荷に応して
可視像を形成させる。

［実施例］ 以ド、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（Δ）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プの周辺をポず断面図てあ
り、第１図（Ｂ）は第１図（八）の現像スリーンと静電
潜像担持体としての感光ドラムか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“Ｃ１現像スリーフ２は、感光トラ
ムｌに所定間隙をもって対向する位置にへ方向に回転自
在に配設されている。該現像スリープ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か
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か現像スリープ２の周面に向くよ
うに配置されており、磁石ａか現像極を、磁石すが現像
剤担持体（カット極）を、磁石Ｃ及びｄか現像剤搬送極
を、それぞれ形成している。

また、現像スリープ２の北部には、現像剤ＩＯの穂立ち
高さを規制して現像スリーフ上の現像剤を薄層化するだ
めのフレート４か上記磁石すに対向した位置に配設され
ている。現像スリープ２の右側は、開口にて上詰現像ス
リーブ２の左部分を突出状態て配置し、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は現像スリープ２の回転中心で
あると共に磁界発生体３の固定中心てもある。

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（本実施例てはＮ極）の垂直磁界成分の
分布の様子を、現像スリープ２の周表面位置ての磁束密
度を矢印の長さて示している。

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。したかって、現像スリーフ２の表面に
は該表面に垂直な垂直磁界成分と該表面に平行な水平磁
界成分とか形成され、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、１″Ａ示されていない木ｆｆｊ
１界成分とによって決まる。ここで、水平磁界成分とい
うのは、現像スリーン２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ｌ／た従来装置の問題点として指摘した
現像領域の両端部て生じる、現像剤の傾斜した穂立ちに
よる現像を防Ｉ）−することかてきる。

すなわち、現像０ｆ爺領域内において、現像極である磁
石ａの水平磁界成分の磁束密度の変化率か大きくなるよ
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との
ように現像領域て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、先す、−上記現像極として
の磁石ａの磁化設定条件について説明する。第３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１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ｉ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０ガウスとなる位置を基準位置θ。とし、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をＧ（ガ
ウス）て表わしている。、 磁石ａは、感光ドラム１と現像スリーブ２の最近接点て
現像スリーブ２表面に垂直な磁界成分の最大密度点（第
３図、８点）を形成し、最大密度点を゛中心として現像
スリーブ２の上流側及び下流側に約３０°の角度をもっ
て現像領域を形成するように設定されている。磁石ａは
さらに、上記現像領域内に、水平磁界成分の磁束密度変
化量の最大値及び最小値か存在するように設定されてい
る。

なお、第２１Ａに示されるごとく、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敬が３（）
ガウス以下ては多くの場合、「尾引き」、「飛び散り」
等の画像障害の発生か確認されており、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ｇよう
磁化設定する二とか好ましい。

ところで、現像０■能領域とは、現像スリーブ２上の現
像剤か感光ドラム１上の潜像を現像し得る領域のことを
表わしているが、この現像領域は以下に示した関係にお
いて最良条件となることか明らかとなった。

θ＝２ｅ、、−’　　（［（ｄ−Ｇ）　／　ｒ］＋　１
　）−（１）ここでθ（６）は現像可能領域の設定角度
であり、ｄ’　（＋＊’＋＊）は垂直磁界成分の最大密
度点である感光トラムｌと現像スリーブ２の表面対向距
離の最近接距離を示している。また、Ｇ（＊ｍ）は現像
か可能となる感光トラム１と現像スリーブ２の表面対向
距離である。このＧは現像剤の種類等の条件によって異
なるが約２００口″ＪＬｍ以下であることか好ましい。

なお、（１）式の関係は、静電潜像担持体あるいは現像
剤担持体が本実施例のように円筒状（のものに限らず、
例えばベルト状に形成されたものにおいても両川が可能
である。

第３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ては密度の変化
率が比較的安定しており、中央位置から両側へ所定距離
となる位置で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）ア装置の方
が従来の装装置（−点鎖線）よりも上記中央位置を最小
密度点とし薔その近傍で密着の変化率が安定し、中央位
置から両側べ上記所定の距離戸なる位置て゛変化率が矢
゛き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３図の縦軸の水平磁界成分の密度（Ｇ
（ガウス））を上記角度θて微分し、角度θに対する変
化率を縦軸にとったものか第４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、極大イめ（最大値）及び極小値（最小
値）が明瞭となっている。これは、−Ｌ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
距離となる位置で、水ヅ磁界成分の密度変化率の絶対値
か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５図である。現像領域の両端部Ｎ□、Ｎ
２て垂゛直及び水平の磁界成分の密度の変化率か大きい
ので該現像領域の端部での穂立ちの有無かぽっきりと１
ノでいる。その結果、スリーブ２上で垂直に穂立ちした
現像剤か現像領域内て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トラムｌに吸引移行
して「尾引き」、「飛び散り」等の画像障害を生しない
。

なお、以上説明した本発明装置の磁界発生手段に配設す
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、非対称てあってもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る現像装置の現像極は
、静電潜像担持体と回転体の近接領域に現像１１ｆ１七
領域か形成されるように設定した。現像極はさらに、現
像可能領域内て、水平磁界成分の密度変化率の絶対値か
極大値となるよう磁化設定したので、現像可能領域内に
おいて水平磁界成分の密度か急激に変化することとなり
、現像剤の穂立ちの有無をばつきりさせることがてきる
。よって、傾斜した現像剤により現像かなされるという
事態がなくなり、従来装置の有していた１尾引き」、「
飛ひ散り」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
ェライト焼結タイプ磁石、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−実施例装置の概要構成断面図、
第１図（Ｂ）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３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４図は第３図の水平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５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６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。 １−・−・・・・・・静電潜像担持体（感光ドラム）２
・・・・・・・・・現像剤担持用回転体（現像スリーン
）３・・・・・・・−・磁界発生手段 １０・・・・−・・・現像剤 ａ・・・・・・・・・現像磁極を形成する磁石特許出願
人　　　　　　　キャノン株式会社代　理　人　　弁理
士　　藤　　岡　　　徹第　　１　　図（Ａ） 第　　１　　図（Ｂ） う 壓 ＬＱ　　脩 相 　　Ｑ １″　　余 俗 η　吐 遜 っ　降 Ｎ　娯 シ フ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体と、内部に磁界発生手段が配設さ
   れ、所定の方向に回転する現像剤担持体としての回転体
   とを、両者の間に最近接部をもつ近接領域が形成される
   ように配設し、 上記磁界発生手段は、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、 上記現像装置は、上記回転体表面の垂直磁界成分の最大
   密度点を中心として上記回転方向の上流側及び下流側に
   所定の角度をもって現像可能領域を形成し、 上記磁極が形成する上記回転体表面に平行な磁界成分は
   、上記回転体の単位回転角に対する密度変化率の絶対値
   の極大値が上記現像可能領域内にあるように設定されて
   いる、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）現像可能領域における、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）現像可能領域を形成する回転体の中心角の最大値
   の１／２値の余弦値は、静電潜像担持体と回転体の最近
   接点での表面対向距離ｄミリメートルから２ミリメート
   ルを減算し、減算した値を回転体の半径ｒミリメートル
   で除算し、除算した値に１ミリメートルを加算した値で
   あることとする請求項（１）または（２）に記載の現像
   装置。