JPH0466513B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子複写装置に用いられる現像装置の
技術分野において利用され、特に画像記録形成用
の表示装置、プリンタ、フアクシミリ電子写真装
置の種々の装置に適用可能な現像装置に関する。

（従来の技術及び問題点） 回転可能な非磁性体からなる円筒状の現像剤担
持体の内部に固定された磁界発生手段を配し、該
現像剤担持体上に上記磁界発生手段による磁気力
によつて保持されながら現像部方向に搬送される
現像剤を、ゴム薄板等による接触圧によつて所定
の層厚に規制した後、該現像部で潜像担持体に移
行せしめて該潜像担持体上の潜像を現像する現像
装置が知られている。

この種の装置では、現像剤担持体はその回転に
より現像部通過後に現像剤容器内の現像剤を再び
磁気力によつて保持して上記現像部に搬送するこ
ととなる。その際、現像部に到るまでの間、現像
剤の保持を確実なものとするには、現像剤担持体
の全周囲、少なくとも現像剤容器から現像部に到
る範囲で磁界域を形成せねばならない。

そこで、従来通常の場合、磁界発生手段を四極
あるいはそれ以上の多極のものとしていた。その
ため高価なものとなつていた。現像剤担持体を小
径にすれば、当然磁界発生手段も小径となり極数
を減らすことができる。しかし単なる小径化によ
る極数の減少を行なつても磁気力が低下してしま
い、そのため現像剤の搬送性が悪くなつたり、ま
たカブリなどの現象が生じてしまう。

以上のように、多極性磁石ローラを用いる従来
の現像装置では、良質な画像を得るための十分な
磁気力を発生するため、ある程度以上径の大きい
磁界発生手段を用いるか、少極数の場合には、磁
気力がきわめて強い高価な磁石を用いた磁界発生
手段とするしかなく、小型で安価な現像装置を製
造する上で大きな問題点があつた。

さらには、現像部を経た後、現像剤担持体は、
再び現像剤容器内に戻る際に、現像剤担持体から
見た現像剤容器との間の入口側における間隙から
の現像剤の漏洩を防止すために、上記磁界発生手
段の複数極のうちの一極を上記間隙位置にてシー
ル機能をもたせることもしている。このために
も、磁界発生手段は四極以上の磁極をもたねばな
らないこととなる。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、上述のごとくの多極性磁界発
生手段をもつ現像装置の問題点を解決し、二極性
の磁界発生手段によつて小型で安価、かつ良好な
画像を得られ、しかも、上述の間隙におけるシー
ル機能をも十分に具えることのできる現像装置を
提供することにある。

本発明は、上記目的の達成のために、 内部空間に固定配置された磁界発生手段の磁気
力により現像剤を表面にて搬送する回転可能な現
像剤担持体を、現像剤が収容せられている現像剤
容器の前部開口より一部突出するように該容器内
に配し、上記現像剤担持体の上記突出部分を潜像
担持体に近接もしくは接触させて該現像剤担持体
と潜像担持体とを平行設置した現像装置におい
て、 現像剤担持体は、５ミリメートル以上25ミリメ
ートル以下の円筒外径をなし、 上記磁界発生手段は周囲の二位置に磁極を有
し、一極は上記潜像担持体に対向する位置に、他
極は現像剤容器の内部空間の位置に配され、 上記現像剤容器の開口における、現像剤担持体
の出口側部分に、該現像剤担持体の表面と接触し
て該表面の現像剤層の厚さを規制する規制部材を
備え、 上記現像剤容器の開口における、現像剤担持体
の入口側部分で、上記他極の磁界領域内であつて
かつ該他極の最大磁力線位置よりも現像剤担持体
の移動方向上流位置に、上記現像剤担持体と間隙
をもつて磁性部材が対向配置されている、 ことにより構成される。

（実施例） 以下、添付図面により本発明の一実施例につい
て説明する。

第１図は、本発明の最も好ましい一実施例によ
る現像装置を示したものである。本実施例による
現像装置は、カールソン電子写真法を用いた現像
装置を例にとつて説明することとし、その全体構
成は既に周知であるので、本発明に係る潜像担持
体たる感光体ドラムと、該感光体ドラムの外周部
近傍に設けられている現像器等について詳細に図
示し、カールソンプロセスにおける一次帯電手
段、露光手段、クリーニング手段等の図示は省略
した。

第１図において、潜像担持体すなわち感光体ド
ラム１は、矢印Ａ方向に回転自在に軸支されてお
り、該感光体ドラム１の外縁部近傍には現像器が
配設されている。上記感光体ドラム１の表層の感
光体には、例えばOPC等の公知のものが使用さ
れており、上記感光体上には、既に公知となつて
いる帯電手段及び画像露光手段等によつて潜像が
形成されるようになつている。

現像器は、前面に開口４ａが設けられ内部に一
成分もしくは二成分の現像剤を収容せる現像剤容
器４を有し、感光体ドラム１に間隙をもつて上記
現像剤容器４から一部突出配置されて上記開口に
臨んだ回転自在な現像剤担持体たる現像スリーブ
２と、非磁性薄板からなり弾力をもつて該現像ス
リーブ２と接触している例えばウレタンゴム等の
規制部材５を有し、さらに上記現像スリーブ２内
には、二つの磁性３ａ，３ｂをもつ磁界発生手段
としてのマグネツトロール３が固定配置されてい
る。かかる二極のマグネツトロールは、複数の磁
石を張り合せて造るような多極性マグネツトロー
ルとは違い、単一の磁石から造ることができるの
で、製造方法も容易であり、磁極で発揮される磁
気力が、同径の多極性マグネツトロールの磁極で
発揮される磁気力に比べて非常に強い。

上記のごとくの現像スリーブ２は、矢印Ｂ方向
（反時計方向）に回転し、上記マグネツトロール
３の磁力によつて上記現像スリーブ２の表面に一
成分系もしくは二成分系の現像剤が付着し、現像
器の外部に向け、すなわち現像領域へ搬出するよ
うになつている。なお、本実施例では、現像スリ
ーブと感光体ドラムとの間に所定間隙が設定され
ている例で説明しているが、両者が接触している
場合、いわゆる弾性現像スリーブを用いたときに
も適用可能である。

上記現像スリーブ２には、現像バイアス電源が
接続されている。すなわち、直流成分が重畳され
ている交互電界を上記現像スリーブ２と潜像担持
体の少なくとも画像部との間に形成することによ
つて、該現像スリーブ２の上記感光体ドラム１の
外周面と近接対向している現像部位（領域）に拘
束されている上記現像剤を上記感光体ドラム１上
に移行せしめ、該感光体ドラム１上に形成されて
いる潜像を現像するように構成されている。

次に、現像スリーブ２内に固定配置されている
磁界発生手段たるマグネツトロール、特にその磁
極位置について説明する。

マグネツトロール３の二つの極３ａ，３ｂのう
ち３ｂは、感光体ドラム１との最近接部たる現像
部に位置しているが、３ａは現像剤容器４の開口
４ａに位置している。すなわち、両極３ａ，３ｂ
は、マグネツトロール３の中心を挟んで反対側に
位置しているが、好ましくはマグネツトロール３
のほぼ一直径線上に位置していることである。こ
うすることにより、両磁極による磁界範囲は最大
限有効に活かされ、現像スリーブ２には十分なる
現像剤が付着されることとなる。仮に、上記磁極
３ａが容器４の開口４ａ内にない場合には、現像
スリーブに付着する現像剤の量が不足してしま
い、現像時に画像ムラ等を起こす原因となつてし
まう。

しかし、上記のような二極性のマグネツトロー
ル３を従来のごとくの比較的大径のものに採用し
ても、その現像装置には、現像剤の搬送性が悪化
する傾向を示す。なぜなら、従来は、多極性のマ
グネツトロールを採用することにより、現像部に
対する磁極以外に、現像剤の搬送性に寄与する磁
極が複数存在するのに対し、上記二極性マグネツ
トロールでは、それに相当する磁極が一つしかな
いからである。また、これに起因して、現像剤容
器４の開口４ａの入口側（図において下側）にて
何らシール機能を有することがなくなるので、現
像剤の漏洩の原因ともなつてしまう。

しかし、上記現像剤の搬送性に関する問題点も
上記現像スリーブ２の径を小さくすれば、二極の
マグネツトロール３であつても十分現像剤が搬送
されて良質な画像が得られることが判明した。こ
の点が本発明の特徴の一つである。特に、現像ス
リーブの外径が５〜25mmにおいて優れていること
が確認された。さらに、上記搬送性を助長しつ
つ、現像剤容器からの現像剤の漏洩の防止のため
に、上記現像剤容器４に磁性部材１０を配した。
この磁性部材１０の位置は、上記マグネツトロー
ル３の二極のうち、現像剤容器４の内部に指向す
る磁極３ａの磁界領域内にあり、かつ該磁極３ａ
の最大磁力線位置よりも、現像スリーブ２の上流
側に設定されている。

例えば、第１図では、磁性部材１０は、マグネ
ツトロール３のＮ，Ｓ極の二等分線Ｚ上ないしは
現像スリーブ２の回転方向に対して二等分線より
も下流側かつ上記Ｎ極より上流側に設置してあ
る。磁性部材１０を現像剤容器４の下部にて現像
スリーブ２に対向して配置することで上記現像剤
容器４の下部で、上記Ｎ極の磁力線の一部は上記
磁性部材１０に集中することとなる。これを、従
来の二極のマグネツトロールの場合と比較する
と、例えば第５図に示されるごとくの従来装置の
ように、磁性部材が無い場合では、磁力線は両極
を離れるに従つて現像スリーブ２の外に大きくま
わつている。このため、現像剤の現像スリーブへ
の付着も弱く、現像剤の搬送性も低下し、剤の滞
留・漏れ・飛散などが生じてしまう。これに対し
て、本実施例では第２図Ａ，Ｂに示されるごと
く、磁性部材１０を設けた場合には、磁力線は両
極との間にあつて上記磁性部材の周辺では密度が
高く、そして現像スリーブ２の表面に沿つてい
る。このため、現像剤の現像スリーブ２への付着
が強く、現像剤の搬送性も向上し、現像剤の滞
留・漏れ・飛散などを防止できる。ここで、第２
図Ａでは、現像極Ｓ極と磁性板１０との間の磁力
がＮ極と磁性板１０との間よりも強くなるように
Ｓ，Ｎ両極の二等分線よりも現像スリーブ２の回
転方向での上流側に磁性板１０を配置してある。
したがつて、第２図ＡのＣ部分に現像スリーブ上
２での現像剤の若干の滞留が生じるが磁性板１０
とＮ極との磁力は第５図の従来の場合とは異なり
強いため現像スリーブ２の回転とともに、現像剤
は現像容器４側へ搬送されていく。また、第２図
Ｂでは、磁性部材１０の上流側での現像剤の滞留
は生じることなく、良好に搬送される。

次に、上記本実施例装置を他の従来のものと比
較しつつ、その画像階調性について実験を行なつ
たので、その結果を第３図を参照して示すことと
する。

第３図は、現像スリーブに印加した直流成分電
圧値を差し引いた感光体ドラムの表面電圧値（以
下SDバイアスと略記）を横軸に、コピー後の画
像濃度値ＤをマクベスRD514（登録商標）を用い
て反射濃度を測定した結果を縦軸に、現像スリー
ブの外径をパラメータとして示したものである。
なお、この実験においては、現像はジヤンピング
現像法を用いて行なつた。

ジヤンピング現像法は、OPC感光体ドラム上に
公知の方法により暗部電位−700V、明部電位−
200Vの潜像電位を形成し、現像スリーブと感光
体ドラムとの間隔を、例えば本例では約300μmに
保ち、現像スリーブと感光体ドラムとの間に、−
250Vの直流に1.3KVで1.5KHzの交流バイアスを
重畳することにより、現像剤である例えば一成分
磁性トナーを現像スリーブから感光体ドラム上の
潜像へと飛ばして現像する方式である。

第３図に示された各曲線についての実験条件は
以下の通りである。

曲線：現像スリーブの外径が32mmであり，その
内空間には、該現像スリーブ表面上で
1000G（ガウス）の外部磁場を発する四
極のマグネツトロールが固定されてい
る。

曲線：現像スリーブの外径が20mmであり，その
内空間には、該現像スリーブ表面上で
800G（ガウス）の外部磁場を発する四極
のマグネツトロールが固定されている。

曲線：現像スリーブの外径が10mmであり，その
内空間には、該現像スリーブ表面上で
500G（ガウス）の外部磁場を発する四極
のマグネツトロールが固定されている。

破曲線：現像スリーブの外径が10mmであり，そ
の内空間には、該現像スリーブ表面上で
750G（ガウス）の外部磁場を発する二極
のマグネツトロールが固定されている。

すなわち、曲線〜が従来の多極（四極）の
マグネツトロールを用いたもので、破曲線が本
実施例の二極のマグネツトロールを用いた現像装
置についての実験結果である。

第３図の結果から、 SDバイアスが0Vにおいて、曲線は他の曲
線と比べ濃度が高い。

曲線と破曲線は他の曲線に比べて緩やか
である。

という点が明らかに言える。

上記の現象は、いわゆるカブリであり、曲線
での画質においては、コピー画像の白地部分に
現像剤の付着が目立つてきて、使用上問題があ
る。

また上記の現像は、階調性の良さを表わすも
のである。曲線の立ち上がりが急であればある
程、画像の階調性が出しにくいわけで、これに対
して該図における破曲線は、傾きが緩やかであ
り、画像の階調を出すのに優れているといえる。

以上の実験結果から総合して、曲線の場合に
は、飛散やカブリがなく、Dmaxが十分に出る上
にムラもなく階調性にも非常に富んだ画像が得ら
れると結言できる。なお、この傾向は現像スリー
ブの外径が５〜25mmの範囲でも同様であることも
確認された。

さらに、本発明実施例では、弾力性を有する非
磁性薄板５をその一面が現像スリーブに接触する
ように設けており、間隔をもつて配された規制部
材の場合に比して現像剤容器開口部を広くする構
成をとることができ、現像器構成の設計仕様範囲
を広げることができる。その結果、規制部材まで
の現像スリーブ上の現像剤の搬送距離も十分とる
ことができるため、現像剤の摩擦帯電付与も十分
かつ安定したものとなる。

かかる効果は、磁性部材を有するものにあつて
も得られる。

本発明は、上述した実施例にもとづいたよう
な、非磁性薄板の接触の形態が現像スリーブの回
転方向に対して従方向である場合の他に、現像ス
リーブの回転方向に対して逆方向に接触している
場合でも適用できる。第４図は、このような現像
スリーブの回転方向に対して逆方向に非磁性薄板
を接触させた一実施例である。この実施例におい
ても、非磁性薄板の接触の形態をスリーブの回転
方向に対して従方向である場合と同様な効果を示
し、飛散やカブリがなく、Dmaxも十分に出るう
えにムラもなく階調性にも非常に富んだ画像が得
られる。

また、上記非磁性薄板は、りん青銅やステンレ
ス鋼の薄板を用いたり、またこれらに現像スリー
ブとの接触部にゴムを固着したものとしてもよ
い。

なお、現像スリーブ表面はトナーへの摩擦帯
電、現像剤の搬送などの向上のため公知の方法に
より0.5〜5μmの凹凸を設けることが好ましい。
本実施例では＃400のサンドブラスト処理したア
ルミニウムスリーブを用いた。

（発明の効果） 以上のごとく、本発明によれば、磁界発生手段
として、径が大きなもしくは高価なマグネツトロ
ールを用いることなく、小径の二極マグネツトロ
ールを使うことにより、飛散やカブリのない階調
性の優れた画像を得られるだけでなく、現像部と
逆側の位置に現像剤取込みの磁極を配置すること
となり、二極マグネツトロールの磁気力を最大限
有効に生かした現像剤供給が行なわれて、さらに
ムラの全くない良好な画像を得ることができる現
像装置を提供できる。しかも装置全体の小型化に
貢献する。また、現像剤収納容器の開口部に、現
像剤担持体からみて入口側部分に、既述の磁性部
材を配して、該部分にて現像剤を拘束してその搬
送性を向上することができるようになり、その結
果上記部分での現像剤の滞留・漏洩・飛散がなく
なるという効果ももたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要構成を示す縦
断面図、第２図Ａ，Ｂは第１図装置の磁性部材周
辺における磁力線の状態を示す図、第３図は第１
図装置による実施結果を従来のものと比較して示
す図、第４図は本発明の他の実施例の概要構成を
示す縦断面図、第５図は従来装置における磁力線
の状態を示す図である。 １……潜像担持体（感光体ドラム）、２……現
像剤担持体（現像スリーブ）、３……磁界発生手
段（マグネツトロール）、３ａ，３ｂ……磁極、
４……現像剤容器、４ａ……開口、５……規制部
材、１０……磁性部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部空間に固定配置された磁界発生手段の磁
   気力により現像剤を表面にて搬送する回転可能な
   現像剤担持体を、現像剤が収容せられている現像
   剤容器の前部開口より一部突出するように該容器
   内に配し、上記現像剤担持体の上記突出部分を潜
   像担持体に近接もしくは接触させて該現像剤担持
   体と潜像担持体とを平行設置した現像装置におい
   て、 現像剤担持体は、５ミリメートル以上25ミリメ
   ートル以下の円筒外径をなし、 上記磁界発生手段は周囲の二位置に磁極を有
   し、一極は上記潜像担持体に対向する位置に、他
   極は現像剤容器の内部空間の位置に配され、 上記現像剤容器の開口における、現像剤担持体
   の出口側部分に、該現像剤担持体の表面と接触し
   て該表面の現像剤層の厚さを規制する規制部材を
   備え、 上記現像剤容器の開口における、現像剤担持体
   の入口側部分で、上記他極の磁界領域内であつて
   かつ該他極の最大磁力線位置よりも現像剤担持体
   の移動方向上流位置に、上記現像剤担持体と間隙
   をもつて磁性部材が対向配置されている、 ことを特徴とする現像装置。 ２ 磁界発生手段の二極は、現像剤担持体のほぼ
   一直径線の上に位置していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の現像装置。 ３ 規制部材は、弾力を有して現像剤担持体と接
   触する非磁性薄板で形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の現像装置。