JPH058431B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は複写機やプリンタとして使用される電
子写真装置の現像装置に関し、特に樹脂と磁性粉
を主成分とする磁性トナーにより感光体表面の静
電潜像を顕像化する現像装置に関する。

〔従来技術〕

従来のこの種の電子写真現像装置は、第１図に
示すように表面に感光体を有する感光ドラム１に
所定の間隙を介して円筒状の非磁性体スリーブ２
を対向させ、この非磁性体スリーブ２内に円柱状
のマグネツトロール３を非接触に支持して、この
非磁性体スリーブ２とマグネツトロール３のどち
らか一方、あるいは両方を回転させることによ
り、トナーホツパ４内に収容されている磁性トナ
ー５を非磁性体スリーブ２で搬送し、搬送した磁
性トナー５を前記感光ドラム１の表面に摺動して
現像を行うようになつている。

尚、この構成では、感光ドラム１の静電潜像電
位に対して非磁性体スリーブ２を接地するか、あ
るいはバイアス電位を与えて現像を行つており、
非磁性体スリーブ２が現像電極の役割を兼ねてい
る。

第２図は感光ドラム１の回転によるその表面の
移動速度、つまり感光ドラム速度に対して一定現
像条件で現像したときの現像濃度を測定した結果
を示すグラフで、感光ドラム速度が増加すると、
言換えれば現像時間が減少すると現像濃度が低下
することがわかる。つまり高速像を行うと現像濃
度が低下する結果となる。

感光ドラム速度を落さず現像時間を増加させる
方法として、現像領域を長くとることが考えられ
る。これを実現するには感光ドラム１と非磁性体
スリーブ２の各々の直径を単純に大きくすればよ
いわけであるが、これでは装置が大形化して不都
合である。

そこで従来は、高速現像を行う場合、前記のマ
グネツトロール３を内蔵した非磁性体スリーブ２
を感光ドラム１の表面に沿つて複数個配列し、こ
れにより現像時間を増加させるようにしている
が、しかしこの構成においても機構が複雑でかつ
装置が大形化するという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した従来技術の欠点を解決するた
めになされたもので、装置を大形化することなく
現像領域を長くとることができ、十分な濃度で高
速現像を行うことが可能な電子写真現像装置を自
現することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

この目的を達成するため、本発明は、静電潜像
が形成される感光ドラムの外周面に一定の間〓を
介して対向するように配置された現像電極板と、
現像用の磁性トナーを収容したトナーホツパと、
このトナーホツパ下部の開口部に配置され、回転
によりトナーホツパ内の磁性トナーを前記感光ド
ラムと前記現像電極板との間の現像領域に供給す
るトナー供給ロールと、前記感光ドラム内に設け
られ、前記現像領域における現像電極板側の磁性
トナーを前記感光ドラムの回転方向と逆の方向に
搬送すると共に、その搬送速度が前記現像領域に
おいて前記感光ドラム側で感光ドラムの回転方向
と同方向に搬送される磁性トナーの搬送速度より
大きくなるように前記感光ドラムと同方向に回転
するマグネツトロールと、前記感光ドラムの回転
方向における現像電極板の上流側の位置に配置さ
れ、前記マグネツトロールの回転により搬送され
る前記磁性トナーの搬送領域を規制する電気的絶
縁物で形成されたトナーストツパと、前記感光ド
ラムの回転方向におけるマグネツトロールの上流
側の位置に配置され、前記マグネツトロールの回
転により搬送される前記磁性トナーの搬送領域を
前記トナーストツパと共に規制する磁性材料で形
成された磁気遮蔽板と、前記感光ドラムの回転方
向におけるトナー供給ロールの下流側の位置で前
記回転ドラム上の磁性トナーの端部を検出するよ
うに配置されたトナーセンサと、前記感光ドラム
の回転方向におけるマグネツトロールの下流側の
位置に配置され、前記マグネツトロールの磁界の
転写部への影響を防止する磁性材料で形成された
磁気遮蔽板とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

このような構成を有する本考案は、感光ドラム
の内部で該感光ドラムと同方向にマグネツトロー
ルが回転するこにより、トナーホツパからトナー
供給ロールによつて現像領域に供給された磁性ト
ナーの層厚が一定に保持され、この状態で感光ド
ラム上に形成された静電潜像が該感光ドラムの回
転より現像領域に送られてくると、この静電潜像
に磁性トナーが付着して現像されると共に、感光
ドラムの回転方向におけるトナー供給ロールの下
流側の位置で前記回転ドラム上の磁性トナーの端
部を検出するトナーセンサの検出結果によにトナ
ー供給ロールによる現像領域への磁性トナーの供
給が制御され、現像領域における磁性トナーが一
定量に保たれる。

〔実施例〕 第３図は本発明の一実施例を示す概略的な側断
面図で、図において６は感光ドラムであり、非磁
性導電材から成る円筒を基材としてその外周表面
に感光体の層を形成したものである。矢印Ａはそ
の回転方向を示す。

７は円柱状のマグネツトロールで、円周方向に
複数のＮ極とＳ極とを交互に着磁した構造となつ
ている。このマグネツトロール７は感光ドラム６
内に配置され、その内周面近傍に位置して、矢印
Ｂで示すように感光ドラム６と同方向に回転する
ようになつている。

８は現像電極板で、前記マグネツトロール７と
対応するように感光ドラム６の外周面に一定の間
隙を介して対向しており、現像時に接地またはバ
イアス電位が付与されるようになつている。

９は磁性トナー、１０は該磁性トナー９を収容
したトナーホツパで、このトナーホツパ１０は前
記現像電極板８の近傍に配置されており、この下
部に設けられた開口部には感光ドラム６と現像電
極板８との間の現像領域に磁性トナー９を供給す
るトナー供給ロール１１が回転可能に取付けられ
ている。

１２は電気的絶縁物により形成されたトナース
トツパで、このトナーストツパ１２は前記現像電
極板８の上方の所定の位置つまり前記感光ドラム
６の回転方向における現像電極板８の上流側の位
置においてその一端が感光ドラム６の外周面と微
小な間隙を介して対向するように設置されてい
る。

１３は例えば発光素子と受光素子とを組合わせ
たトナーセンサで、前記現像電極板８の下方の所
定の位置つまり前記感光ドラム６の回転方向にお
けるトナー供給ロール１１の下流側の位置におい
て感光ドラム６の外周面に向けて配置されてい
る。

１４と１５は軟質の磁性材料から成る磁気遮蔽
板で、一方の磁気遮蔽板１４は前記感光ドラム８
内においてマグネツトロール７と図示しない転写
部との間に位置するように、前記感光ドラム８の
回転方向におけるマグネツトロール７の下流側に
配置され、また別の一方の磁気遮蔽板１４はマグ
ネツトロール７の上流側に配置されている。

次に上述した構成の動作について説明すると、
まずトナー供給ロール１１を回転させると、この
トナー供給ロール１１によりトナーホツパ１０内
の磁性トナー９が一定少量づつ順次取出され、取
出された磁性トナー９はマグネツトロール７の磁
気吸引力により感光ドラム６上に供給される。一
定量の磁性トナー９が供給されると、トナー供給
ロール１１の回転は停止される。

そして上述の如く供給された磁性トナー９は感
光ドラム６上で層となり、感光ドラム６と現像電
極板８との間の現像領域で搬送される。

この搬送の模様を第４図を参照して述べる。ま
ず、磁性トナー９の層のうち、感光ドラム６側の
部分は矢印ａで示すように感光ドラム６の回転に
より磁気吸引された状態で、該感光ドラム６の回
転方向すなわち矢印Ａ方向と同方向及び同速度で
搬送される。

一方、磁性トナー９の層の感光ドラム６から遠
い部分すなわち現像電極板８側の部分は、矢印Ｂ
方向へのマグネツトロール７の回転により、矢印
ｂで示すように感光ドラム６の回転方向つまり矢
印Ａ方向と逆の方向に搬送される。

このときの搬送速度は、主にマグネツトロール
７の回転数と磁極数で決まるが、本発明ではマグ
ネツトロール７の回転に依存する搬送は、感光ド
ラム６の回転に依存する搬送と逆方向に設定し、
かつマグネツトロール７の回転による搬送速度を
感光ドラム６の回転による搬送速度より大に設定
している。そのため、磁性トナー９の矢印ｂ方向
への搬送は矢印ａ方向への搬送に打勝つて進む
が、この矢印ｂ方向への搬送はその上端を規制す
るために設けられたトナーストツパ１２に当つて
停止され、ここで磁性トナー９は矢印ｃで示した
ように感光ドラム６側に回込み、更に今度は矢印
ａ方向に搬送されることになる。また、磁性トナ
ー９の層の前記トナーストツパ１２と逆側の端部
では、矢印ｂ方向に搬送される磁性トナー９が少
なくなるため、層の厚さが一定となるように矢印
ａ方向に搬送された磁性トナー９がここで矢印ｄ
方向に回込み、ここから矢印ｂ方向へ搬送され
る。

こうして矢印ａとｂとで示した互いに逆方向の
搬送の速度によつて磁性トナー９の搬送時の厚さ
が決まる。例えば、矢印ａ方向の搬送速度つまり
感光ドラム６の回転速度を一定にして、マグネツ
トロール７の回転速度に依存する搬送速度を速く
すると磁性トナー９の層の厚さが増加するので、
これらの搬送速度を調整することにより所望の厚
さの層を形成することができる。

以上説明した如く、本発明では感光ドラム６の
外周面上で磁性トナー９を往復搬送することによ
り、一定の厚さを保持した磁性トナー９の層が現
像領域に形成される。

尚、この磁性トナー９の層のトナーストツパ１
２と逆側の端部の位置は、感光ドラム６上に供給
される磁性トナー９の量によつて決まる。

また、上述したようにトナーストツパ１２は、
その先端が微小な間隙を介して感光ドラム６の表
面と対向するように設けられているが、磁性トナ
ー９の搬送時に前記間隙から磁性トナー９が漏曳
することはない。なぜなら、マグネツトロール７
の回転に依存する搬送は、略回転磁界により磁性
トナー９の連鎖が自転して進行するものであるか
ら、微小な間隙では磁性トナー９の連鎖が短くな
り、その結果その搬送速度が感光ドラム６の回転
速度より遅くなり、前記間隙を通過することがで
きない。

さて、電子写真装置はここでは図示していない
が静電潜像形成手段を有しており、この静電潜像
形成手段により一定の速度で回転している感光ド
ラム６の外周面に静電潜像が形成され、この静電
潜像は感光ドラム６の回転により現像電極板８と
の間の現像領域に送られて来る。このとき、静電
潜像はトナーストツパ１２の近傍を通過すること
になるが、このトナーストツパ１２は上述したよ
うに電気的絶縁物で形成されているため、静電潜
像に悪影響を与えることはない。

現像領域では、上述したように感光ドラム６上
で磁性トナー９が搬送されており、静電潜像がこ
の現像領域に送られて来ると、磁性トナー９は静
電的に吸着され、現像が行われる。

そして、更に感光ドラム６が回転することによ
り、静電潜像は磁性トナー９の現像領域外へ出て
ゆくが、それに伴つて静電潜像に吸着されている
磁性トナー９も現像領域から離れ、トナー像とし
て図示していない次の転写部に送られていく。ま
た、このとき吸着力の弱い磁性トナー９はマグネ
ツトロール７の回転による搬送力によつて現像領
域に引戻されるので、鮮明でかつ高品質な現像を
行うことができる。

こうして、逐次現像が行われると感光ドラム６
上で搬送されている磁性トナー９はそれに伴つて
消費され、減少することになる。そこで、消費し
た磁性トナー９の供給が次のように行われる。

すなわち、前述の通り本発明では感光ドラム６
上における磁性トナー９の搬送状態は、トナース
トツパ１２を一端部として一定の厚さの層とな
り、その他端部の位置は感光ドラム６上に供給さ
れている量にて決まる。従つて所定の位置に例え
ば発光素子と受光素子とから成るトナーセンサ１
３が配置してあれば、このトナーセンサ１３と感
光ドラム６との間にまで前記他端部が伸びている
か否かを磁性トナー９と感光ドラム６の反射率の
差によつて検出することができ、それに基づいて
トナーホツパ１０内の磁性トナー９を感光ドラム
６上に供給することができる。

つまり、感光ドラム６上の磁性トナー９が現像
により消費されて減つて来ると、トナーセンサ１
３は磁性トナー９の層の端部を検出し、その検出
信号によりトナー供給ロール１１が回転して磁性
トナー９が必要量だけ感光ドラム６上に供給され
る。そのため現像領域には常に一定の磁性トナー
９が保持され、安定した現像を行うことができ
る。

ところで、本発明では感光ドラム６内にトナー
搬送用のマグネツトロール７を設けたことを１つ
の特徴的な構成要件としており、そのため、現像
領域に近い転写部ではマグネツトロール７からの
磁界が強いと、転写画像の品質に影響を与える場
合がある。

磁気遮蔽板１４はこのような問題に対処するた
めに感光ドラム６の転写部に対応する部分とマグ
ネツトロール７との間に設けられたものであり、
この磁気遮蔽板１４により転写部への磁界の影響
を防止することができる。

尚、静電潜像形成手段により感光ドラム６上に
静電潜像を形成するプロセスはマグネツトロール
７からの磁界の影響を受けることはない。

また、トナー搬送規制手段として磁気遮蔽板１
５を感光ドラム６とマグネツトロール７との間に
配置してマグネツトロール７からの磁界を遮断す
れば、マグネツトロール７による搬送力が及ばな
くなるので、トナーストツパ１２を設置しなくて
も磁性トナー９の搬送を制限することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、感光ドラム内に
マグネツトロールを設けて、このマグネツトロー
ルの磁気吸引力によりトナーホツパから供給され
る磁性トナーを感光ドラム上に直接吸引すると共
に、感光ドラムとマグネツトロールの回転により
磁性トナーを感光ドラムとこれに対向する現像電
極板との間の現像領域において感光ドラム上で往
復搬送し、これにより感光ドラム上に形成された
静電潜像の現像を行うようにしているため、前記
現像電極板を感光ドラムと同心の円筒の曲率を有
するように形成して設置すれば簡易な構成で現像
領域を充分長くとることができ、高速現像に対応
することができるという効果が得られる。

また、本考案は、前記のようにマグネツトロー
ルと感光ドラムの回転により、感光ドラム上で磁
性トナーを往復搬送すると共に、マグネツトロー
ルの回転により電極板側で感光ドラムの回転方向
と逆の方向に搬送される磁性トナーの搬送速度を
感光ドラム側で感光ドラムの回転方向と同方向に
搬送される磁性トナーの搬送速度より大きくなる
ようにし、かつこの回転ドラム上の磁性トナーの
端部を検出するトナーセンサの検出結果によりト
ナー供給ロールによる現像領域への磁性トナーの
供給を制御して、磁性トナーが一定量に保たれる
ようにしているため、現像領域における磁性トナ
ーの層厚を一定に保つことができ、これにより高
品質の現像を行うことができるという効果も得ら
れる。

また、前記のようにマグネツトロールが感光ド
ラム内に設けられているため、感光ドラムの外側
に配置される現像装置の構成要素は現像電極板、
トナー供給ロールを有するトナーホツパ，トナー
ストツパ，及びトナーセンサだけとなり、そのた
め非常に小型の現像装置を実現できるという効果
も得られ、更に、感光ドラム内のマグネツトロー
ルの上流の位置には、マグネツトロールの回転に
より搬送される磁性トナーの搬送領域を前記トナ
ーストツパと共に規制する磁気遮蔽板を設けてい
るため、磁性トナーがトナーストツパの上流に搬
送されるのを確実に防止できると共に、感光ドラ
ム内のマグネツトロールの上流の位置にはマグネ
ツトロールの磁界の転写部への影響を防止する磁
気遮蔽板を設けているため、現像後の工程におい
て良好な転写を行わせることが可能になるという
効果も得られる。

このように本発明は、簡単な構成でかつ高品質
な高速現像を行うことができると共に、装置の小
形化を計れるので、高速現像を必要とする電子写
真装置を応用した複写機やプリンタの現像装置と
して有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子写真現像装置を示す概略的
な側断面図、第２図は感光ドラム速度と現像濃度
との関係を示すグラフ、第３図は本発明による電
子写真現像装置の一実施例を示す概略的な側断面
図、第４図は本発明における磁性トナーの搬送説
明図である。 ６……感光ドラム、７……マグネツトロール、
８……現像電極板、９……磁性トナー、１０……
トナーホツパ、１１……トナー供給ロール、１２
……トナーストツパ、１３……トナーセンサ、１
４，１５……磁気遮蔽板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像が形成される感光ドラムの外周面に
   一定の間〓を介して対向するように配置された現
   像電極板と、 現像用の磁性トナーを収容したトナーホツパ
   と、このトナーホツパ下部の開口部に配置され、
   回転によりトナーホツパ内の磁性トナーを前記感
   光ドラムと前記現像電極板との間の現像領域に供
   給するトナー供給ロールと、 前記感光ドラム内に設けられ、前記現像領域に
   おける現像電極板側の磁性トナーを前記感光ドラ
   ムの回転方向と逆の方向に搬送すると共に、その
   搬送速度が前記現像領域において前記感光ドラム
   側で感光ドラムの回転方向と同方向に搬送される
   磁性トナーの搬送速度より大きくなるように前記
   感光ドラムと同方向に回転するマグネツトロール
   と、 前記感光ドラムの回転方向における現像電極板
   の上流側の位置に配置され、前記マグネツトロー
   ルの回転により搬送される前記磁性トナーの搬送
   領域を規制する電気絶縁物で形成されたトナース
   トツパと、 前記感光ドラムの回転方向におけるマグネツト
   ロールの上流側の位置に配置され、前記マグネツ
   トロールの回転により搬送される前記磁性トナー
   の搬送領域を前記トナーストツパと共に規制する
   磁性材料で形成された磁気遮蔽板と、 前記感光ドラムの回転方向におけるトナー供給
   ロールの下流側の位置で前記回転ドラム上の磁性
   トナーの端部を検出するように配置されたトナー
   センサと、 前記感光ドラムの回転方向におけるマグネツト
   ロールの下流側の位置に配置され、前記マグネツ
   トロールの磁界の転写部への影響を防止する磁性
   材料で形成された磁気遮蔽板とを備え、 前記感光ドラム上に形成された静電潜像に前記
   現像領域で磁性トナーを付着させて現像すると共
   に、前記トナーセンサの検出結果により前記現像
   領域への磁性トナーの供給を制御することを特徴
   とする電子写真現像装置。