JPH04349476A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体現像剤を用いた複
写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】従来、非回転状態に固定された磁石体と
、該磁石体に回転駆動可能に外装したスリーブとからな
る現像ローラを感光体に対向配置するとともに、前記磁
石体の感光体対向部に単一の磁極（現像磁極）を設け、
この磁極に保持されている現像剤を感光体に接触させた
所謂単極現像方式の現像装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記現
像装置は現像磁極に拘束された現像剤が感光体との離れ
際で高密度であることから、可視像化されたトナー像に
おいてその周縁部（エッジ部）のトナー付着量が中央部
のそれよりも多くなり、すべての画像において一律に所
謂エッジ効果が強調され、特に網点画像ではドットが潰
れて画質が著しく低下していた。

【０００４】また、画像の前端または後端のトナー像が
磁気ブラシに掻き取られて掠れ模様を生じたり、低濃度
画像の後に高濃度画像が続く画像を現像する場合、低濃
度画像後端部のトナーが掻き取られていわゆるリード部
白抜けを生じるという問題点があった。

【０００５】さらに、スリーブ外周面に微小ギャップを
隔てて規制板を対向させ、この規制板で現像領域に搬送
する現像剤量を規制しているものでは、前記規制板とス
リーブとの間にトナーの塊や紙粉などの異物が詰まると
、この異物によって現像剤が退けられ、画像上に白すじ
状の画像欠損部が現れるという問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するためになされたもので、非回転状態に固定され
た磁石体（３）にスリーブ（２）を外装し、該スリーブ
（２）の外周に保持された現像剤（Ｄ）を感光体（１０
）に接触させて静電潜像を現像する現像装置において、
前記磁石体（３）の感光体対向部にスリーブ回転方向（
矢印ａ方向）に沿って同一極性の第１磁極（Ｎ１）、第
２磁極（Ｎ２）を隣接して設けると共に、これら第１磁
極（Ｎ１）、第２磁極（Ｎ２）を、前記スリーブ（２）
と感光体（１０）との最近接位置（Ｘ）よりもスリーブ
回転方向上流側、下流側の領域にそれぞれ配置し、前記
最近接位置（Ｘ）と第１磁極（Ｎ１）、第２磁極（Ｎ２
）との中心角をそれぞれθ１，θ２とすると、これら中
心角θ１，θ２を、０＜θ１／θ２＜１、θ１＋θ２＜
４５°の関係に設定し、前記第１磁極（Ｎ１）に保持さ
れた現像剤（Ｄ１）と、前記第１磁極（Ｎ１）と第２磁
極（Ｎ２）の中間部に保持された現像剤（Ｄ１２）を感
光体（１０）に接触させたものである。

【０００７】

【作用】前記現像装置によれば、感光体（１０）とスリ
ーブ（２）とが対向する領域では、磁極（Ｎ１）とこれ
と同極性の磁極（Ｎ２）との中間部において、前記二つ
の磁極（Ｎ１，Ｎ２）の磁界（Ｈ１，Ｈ２）が反発し、
反発磁界（Ｈ０）が形成される。したがって、磁極（Ｎ
１）の対向部に搬送されてきた現像剤は該磁極（Ｎ１）
の磁力によって強力に保持され、その下流側に反発磁界
（Ｈ０）が存在することとも相俟って、磁極（Ｎ１）の
対向部に現像剤が（Ｄ１）が高密度状態の溜まりを形成
し、ここで現像剤は撹乱される。また、磁極（Ｎ１）の
対向部に保持された現像剤（Ｄ１）は、順次上流側から
送られて来る現像剤に押され、スリーブ（２）の表面に
保持されながら下流側に移動していく。このとき、磁極
（Ｎ１）と（Ｎ２）の中間部では、反発磁界（Ｈ０）が
形成されているので、前記中間部を通過する現像剤（Ｄ
１２）は低密度かつ疎である。さらに、磁極（Ｎ２）の
対向部に保持された現像剤（Ｄ２）は該磁極（Ｎ２）に
強力に保持されている。しかし、磁極（Ｎ２）の下流側
には前記反発磁界（Ｈ０）のように、現像剤の搬送を妨
げるものはないので、磁極（Ｎ１）の対向部のように溜
まりを形成することはない。そして、感光体（１０）の
静電潜像は、磁極（Ｎ１）に保持された現像剤（Ｄ１）
と、磁極（Ｎ１）と（Ｎ２）の中間部に保持された現像
剤（Ｄ１２）と接触して現像が行われる。つまり、最終
的な現像は、最も低密度かつ疎の現像剤（Ｄ１２）によ
って行われる。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１は現像装置の現像部を示す。この
現像装置では、現像ローラ１において、矢印ａ方向に回
転するスリーブ２の内部に磁石体３が非回転状態に固定
されている。前記磁石体３の外周部には磁極Ｓ１，Ｎ１
，Ｎ２，Ｓ２，…が形成され、前記同一極性の二つの磁
極Ｎ１，Ｎ２が感光体対向部に配置してある。

【０００９】また、スリーブ２と感光体１０との最近接
位置Ｘと、スリーブ２の回転中心Ｏとを結ぶ線Ｌに対し
て、磁極Ｎ１は上流側領域、磁極Ｎ２は下流側領域にそ
れぞれ配置されている。さらに、線Ｌと、前記スリーブ
回転中心Ｏと磁極Ｎ１の中心を結ぶ線Ｌ１との成す中心
角をθ１、前記スリーブ回転中心Ｏと磁極Ｎ２の中心を
結ぶ線Ｌ２との成す中心角をθ２とすると、０＜θ１／
θ２＜１、θ１＋θ２＜４５°の関係を満足するように
磁極Ｎ１，Ｎ２が配置されている。

【００１０】前記現像装置では、トナーとキャリアとか
らなる二成分系の現像剤が現像ローラ１に供給され、磁
石体３の磁力によってスリーブ外周面に保持される。ま
た、現像剤はスリーブ２の回転と共に矢印ａ方向に搬送
され、規制板４で規制される。規制板４の先端を通過し
た現像剤は、磁極Ｎ１，Ｎ２が対向する感光体１０とス
リーブ２の近接領域を通過していく。

【００１１】ここで、磁極Ｎ１，Ｎ２の磁界Ｈ１，Ｈ２
は磁極Ｓ１，Ｓ２に向かってそれぞれ形成され、磁極Ｎ
１とＮ２の中間部における磁界Ｈ０は反発磁界として存
在している。したがって、図２に示すように、磁極Ｎ１
の対向部に搬送された現像剤Ｄは磁極Ｎ１の磁力によっ
て磁気ブラシ状態で強力に保持されると共に、前記磁界
Ｈ１に沿って進行方向（矢印ａ方向）とは逆の方向に傾
斜する。 このため、磁極Ｎ１に拘束された現像剤Ｄ１は溜まりを
形成し、この溜まりの中で三次元方向に撹乱される。

【００１２】次に、磁極Ｎ１に保持されている現像剤Ｄ
１は、上流側から搬送されてくる現像剤に押され、磁極
Ｎ１に保持できなくなったものから順次磁極Ｎ２に移動
する。このとき、磁極Ｎ１とＮ２の中間部を移動する現
像剤Ｄ１２は磁気ブラシ状態でスリーブ２に保持される
。ただし、前記中間部では磁界が反発しているので現像
剤Ｄ１２の密度は極めて低く、現像スリーブ表面が現像
剤を介して観察できる程度まで疎状態になっている。

【００１３】続いて、中間部を通過した現像剤は、磁極
Ｎ２の磁力によって再びスリーブ外周に強く保持される
。しかし、磁極Ｎ２の下流側にはこれと同極性の磁極が
存在しないこともあって、磁極Ｎ２に保持された現像剤
Ｄ２は溜まりを形成することなくスムーズに下流側に搬
送されていく。したがって、磁極Ｎ２の磁力に保持され
た現像剤Ｄ２は、中間部における現像剤Ｄ１２よりも高
密度で、磁極Ｎ１に保持される現像剤Ｄ１よりも低密度
である。すなわち中密度である。

【００１４】以上のようにして現像剤が搬送され、感光
体１０は磁極Ｎ１に保持される現像剤Ｄ１と中間部に保
持される現像剤Ｄ１２と接触し、電源５からスリーブ２
に印加されたバイアスＶＢと感光体１０の外周面に形成
されている静電潜像との電位差に基づいてトナーが前記
静電潜像に付着して現像が行われ、中間部の現像剤Ｄ１
２によって現像を終了する。すなわち、感光体上の静電
潜像は、低密度現像剤Ｄ１２との接触をもって現像を終
了し、下流側磁極Ｎ２に保持された中密度の現像剤Ｄ２
と接触することはない。

【００１５】エッジ効果は、感光体１０と最終的に接触
する現像剤の密度と密接な関係にあり、現像剤密度が低
いほどエッジ効果が弱まる傾向にある。したがって、低
密度現像剤Ｄ１２の中でも最も低密度の現像剤で現像を
終了するようにすれば、静電潜像のエッジ部に付着する
トナー量が減り、エッジ効果の弱いフラットなトナー像
が得られる。逆に、磁極Ｎ２を最近接位置Ｘの近傍に近
付けることによって、低密度現像剤Ｄ１２の中でも比較
的高密度の現像剤で現像を終了するようにすれば、多少
エッジ効果の効いたトナー像が得られる。

【００１６】また、磁極Ｎ１の対向部では、図２に示す
ように、磁界Ｈ１が上流側の磁極Ｓ１に向かって形成さ
れているので、磁気ブラシがこの磁界Ｈ１に沿って形成
され、磁気ブラシ先端側の現像剤は搬送方向と逆方向に
向かって起立している。したがって、キャリアのトナー
に対する掻き取り力が弱く、画像先端部および後端部に
掠れ模様が生じることはない。同様の理由から、低濃度
画像静電潜像の後ろに高濃度画像静電潜像が続く場合で
も、低濃度画像後端部のトナーが磁気ブラシに掻き取ら
れて白抜けを生じるという、いわゆるリード部白抜けも
ない。

【００１７】さらに、磁極Ｎ１に保持された現像剤は三
次元方向に撹乱されるので、たとえ規制板４とスリーブ
２との間に異物が詰まっても、磁極Ｎ１の対向部で現像
剤不存在部に現像剤が供給され、白すじなどの画像欠損
部の無い画像が得られる。

【００１８】そしてまた、トナーの粉煙は現像剤の搬送
速度が変化する場所で発生し易い。例えば、図２に示す
ように、高密度領域から低密度領域、低密度領域から中
密度領域の境界領域Ｒ１，Ｒ２で発生し易い。これは、
境界領域Ｒ１ではスリーブ回転方向と逆の方向に傾いて
いた磁気ブラシがこの領域Ｒ１で直立状態になり、また
境界領域Ｒ２では直立状態の磁気ブラシがスリーブ回転
方向に傾斜し、これらの領域Ｒ１，Ｒ２の磁気ブラシ先
端部に大きな加速度が加わるからである。しかし、本発
明の現像装置では、磁極Ｎ１，Ｎ２はそれぞれ最近接位
置の上流側と下流側に配置され、しかもこれらの中心角
は一定の狭い領域内に収められているので、前記磁気ブ
ラシ先端の現像剤に作用する力が小さく、トナー飛散が
減少する。

【００１９】前記磁極Ｎ１とＮ２の設置位置を変化させ
てトナー飛散とエッジ効果の状況を観察した。また、比
較例として単極現像方式の現像装置についても同様の実
験を行った。結果を図３に示す。なお、θ１，θ２は、
最近接位置Ｘからそれぞれ図１に示す矢印方向に測定し
た角度を「正」とした。その結果、トナー飛散に関して
は、０＜θ１／θ２＜１であればトナー飛散が少なく、
画像形成装置の内部に飛散するトナー量も少なく、内部
の汚染が少なかった。また、０．１＜θ１／θ２＜０．
８であればトナー飛散は非常に少なかった。また、エッ
ジ効果に関しては、θ１／θ２の増加と共にエッジ効果
が強調される傾向を示し、θ１／θ２≒０ではエッジ効
果が弱く、θ１／θ２≒１ではエッジ効果が強調された
。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る現像装置では、第１磁極と第２磁極の中間部に対向
する領域にも現像剤を保持し、ここでの低密度現像剤と
の接触をもって現像を終了するようにしている。

【００２１】したがって、従来の単極現像の場合よりも
、エッジ効果の弱い画像を得ることができる。そのため
、網点画像の原稿を現像するような場合、個々の網点が
正確に再現されるし、複数のカラー像を重ねて画像を形
成する画像形成方法にあっても全体に均一濃度の画像を
得ることができる。

【００２２】また、第１磁極の対向部では、この磁極か
ら発生している磁力線は、さらに上流側の磁極に向かっ
て形成されているので、ほぼ直線状に伸びた従来の現像
装置の磁気ブラシに比べてトナー掻き取り効果が弱い。 そのため、画像先端部におけるはけ筋や後端部分におけ
る掠れが減少し、輪郭のはっきりした画像が得られると
ともに、リード部白抜けも防止できる。

【００２３】さらに、磁極の対向部に形成される磁気ブ
ラシ現像剤は三次元方向に撹乱されるので、たとえ規制
板とスリーブとの間に異物の詰まっていても、異物に対
応した現像剤の不存在部分が消去され、白すじの無い画
像が得られる。

【００２４】そしてまた、第１磁極と第２磁極は一定の
狭い領域に配置されているので、現像剤が第１磁極対向
部から中間部に移動する際、および中間部から第２磁極
対向部に移動する際に磁気ブラシ先端に加わる力が小さ
く、飛散するトナー量が少なくなる。

【００２５】すなわち、本発明にかかる現像装置は、従
来の現像装置に比べて、（イ）エッジ効果を弱く出来る
とともに自由に調整できる、（ロ）画像先端部および後
端部に掠れ模様の無い画像が得られる、（ハ）規制部先
端に異物が詰まっても画像上に白筋が現れることがない
、（ニ）トナー飛散に伴う汚染が無い、などの種々の利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　現像装置の部分断面図である。

【図２】　　スリーブと感光体との対向部における現像
剤の状態を示す図である。

【図３】　　トナー飛散、エッジ効果に関する実験結果
を示す図である。

【符号の説明】

１…現像ローラ　　　　　　２…スリーブ　　　　　　
３…磁石体　　　　　　４…規制板 １０…感光体　　　　　　　　Ｎ１，Ｎ２…磁極　　　
　Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１２…現像剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非回転状態に固定された磁石体にスリ
   ーブを外装し、該スリーブの外周に保持された現像剤を
   感光体に接触させて静電潜像を現像する現像装置におい
   て、前記磁石体の感光体対向部にスリーブ回転方向に沿
   って同一極性の第１磁極、第２磁極を隣接して設けると
   共に、これら第１磁極、第２磁極を、前記スリーブと感
   光体との最近接位置よりもスリーブ回転方向上流側、下
   流側の領域にそれぞれ配置し、前記最近接位置と第１磁
   極、第２磁極との中心角をそれぞれθ１，θ２とすると
   、これら中心角θ１，θ２を、０＜θ１／θ２＜１、θ
   １＋θ２＜４５°の関係に設定し、前記第１磁極に保持
   された現像剤と、前記第１磁極と第２磁極の中間部に保
   持された現像剤を感光体に接触させたことを特徴とする
   現像装置。