JPH07107618B2

JPH07107618B2 - 現像装置

Info

Publication number: JPH07107618B2
Application number: JP61111972A
Authority: JP
Inventors: 博司村崎; 博水野; 彰仁池側; 浩一衛藤
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1986-05-15
Filing date: 1986-05-15
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPS62267783A; US4851872A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は複写機等の画像形成装置に使用される現像装置
に関するものである。

（従来の技術）従来より、前記現像装置として、静電潜像担体の側部に
現像スリーブを回転駆動可能に設けるとともに、該現像
スリーブの内部に、軸方向に磁極を延設した複数の磁石
を周方向に固定状態に配置し、現像スリーブの表面に供
給された現像剤を前記磁石によって磁気的に保持して磁
気刷子を形成し、現像スリーブの回転に基づいて前記磁
気刷子を静電潜像担体の表面に摺擦して静電潜像担体の
静電潜像を現像するものが広く使用されている。

そして、この種の現像装置では、前記静電潜像担体と現
像スリーブとの対向部に搬送される現像剤の量と調整す
べく、また、現像スリーブ上でトナーとキャリアとから
なる２成分現像剤を調整する形態のものにあっては、現
像剤を混合攪拌してトナーの帯電位を向上すべく、現像
スリーブの上部に穂高規制部材を対向させている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、前記穂高規制部材は、一般に、磁極間の
磁気刷子が寝ている密状態の部分に先端部を対向させ、
しかも、その両側の磁極は強磁力としていた。

このため、穂高規制部材によって穂切りされた現像剤
は、後から搬送されてくる現像剤に押されて穂高規制部
材に沿って反り上がろうとするが、上昇する力よりも強
磁極の吸引力のほうが優るため、良好に上昇することが
できず、穂高規制部材の前面で現像剤溜りを形成し、最
悪の場合、現像剤が詰まり現像不可能な状態に陥る危険
性があった。

また、現像剤は穂高規制部材に沿って反り上がっても、
その上昇量は少なく、未混合状態で現像スリーブ表面に
落下し、しかも断続的に落下することから、現像領域に
搬送される現像剤量にむらを生じ、結果的に、その濃度
むらが複写画像に表われ、画質不良を招来するという問
題点を有していた。

さらに、穂高規制部材は密状態の磁気刷子と接触するた
め、穂高規制部材と磁気刷子との抵抗が大きく、現像剤
を搬送している現像スリーブの駆動源にかかる負担が大
きくなるうえ、穂高規制部材と現像スリーブとのギャッ
プの僅かな調整誤差によって現像領域に搬送される現像
剤量が大きく変動し、ギャップの調整に苦慮するという
問題点を有していた。

（問題点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、
現像装置に、 i.静電潜像担体の側部に回転駆動可能に設けた現像スリ
ーブと、 ii.該現像スリーブに現像剤を供給する現像剤供給手段
と、 iii.前記現像スリーブの上部と対向し、静電潜像担体と
現像スリーブとが対向する現像領域に搬送される現像剤
量を調整する穂高規制部材と、 iv.前記現像スリーブの内部に、軸方向に延在する磁極
を周方向に配置するとともに、前記穂高規制部材との対
向部近傍に位置する磁極を磁力の弱い弱磁極とする一
方、その両側に位置する磁極を前記弱磁極と異なる極性
に着磁し、かつ、磁力の強い強磁極とした複数の磁石
と、を設けたものである。

（実施例）以下、本発明を一実施例である図面に従って説明する。

第１図は本発明にかかる現像装置（２）を備えた複写機
の現像部を示し、現像装置（２）は感光体ドラム（１）
の側部に配置されており、感光体ドラム（１）の表面を
帯電，露光して形成されている複写画像の静電潜像に対
してトナーを供給し、これを可視像化するものである。

現像装置は、概略、ケーシング（31），（32），（3
3），（34）で構成される現像槽（３）内に、感光体ド
ラム（１）側から順次右方に向って現像スリーブ
（４）、トナー供給ローラ（７）を配置し、トナー供給
ローラ（７）の後方にはトナー収容槽（15）が形成され
ている。

現像スリーブ（４）は、導電性非磁性材、例えばアルミ
ニウムからなる円筒体で、表面にはブラスト処理にて微
小凹凸が形成されており、現像バイアス電圧（Vb）が印
加され、矢印（ａ）方向に回転駆動される感光体ドラム
（１）と近接し、反時計回り方向［矢印（ｂ）方向］に
回転駆動可能としてある。

現像スリーブ（４）の内部に収容されている磁気ローラ
（５）は、軸方向に磁極（S₁，〜，S₄、N₁，〜N₄）を延
設した複数の磁石を、前記磁極が外周部でＳ極,N極交互
に位置するように配置したもので、第１図に示す状態に
固定されている。

そして、磁極（N₁）は感光体ドラム（１）と対向し、こ
れと反対側に位置する磁極（N₃）はトナー供給ローラ
（７）と対向し、磁極（N₂）は上部に位置し、下記する
穂高規制板（６）の先端対向部よりも若干現像剤搬送方
向［矢印（ｂ）方向］に位置している。

なお、各磁極は、第２図の磁力分布図に示すように、磁
極（N₁），（S₁），（S₂）を700G、（N₃）を1000G、（S
₃），（N₄）を800G、（S₄）を500Gとして強磁極として
あり、磁極（S₁），（S₂）の間に位置する磁極（N₂）は
200Gとして弱磁極としてある。なお、Ｇはガウスの略で
ある。

このため、現像スリーブ（４）の周囲には第３図に示す
ように磁力線が発生しており、弱磁極（N₂）の近傍を除
いて、その他の隣接する磁極間では磁極の中心から中心
に向って層状に磁力線が分布している。しかし、磁極
（S₁），（S₂）から磁極（N₂）の間では、磁極（S₁），
（S₂）から発生している磁力線は磁極（N₂）に収束する
ことなく、むしろ、それぞれに隣接する強磁極（N₁）ま
たは（N₃）側に向かって伸び、弱磁極（N₂）近傍では半
径方向に発散する様相を呈している。

現像スリーブ（４）の右斜め上方には、ケーシング（3
4）に取り付けた穂高規制板（６）が所定の穂高規制ギ
ャップをもって対向しており、前記現像スリーブ（４）
上に形成される磁気刷子を穂切りして、感光体ドラム
（１）と現像スリーブ（４）との対向部［現像領域
（Ｘ）］に搬送される現像剤の量を調整可能としてあ
る。

また、現像領域（Ｘ）の上下には、ケーシング（34），
（31）にそれぞれ粉煙防止フィルム（18）、トナー落下
防止板（19）が取り付けてあり、現像槽（３）らのトナ
ーの飛散、落下を防止するようにしてある。

トナー供給ローラ（７）は、例えばアルミニウムなどの
導電性非磁性材で形成され、現像スリーブ（４）の背面
側にこれと近接して平行に配置してあり、回収バイアス
電圧（Vss）が印加され、矢印（ｃ）方向に回転駆動可
能としてある。このトナー供給ローラ（７）の表面に
は、第４図に示すように、両端の鏡面部分を除いて深さ
20〜60μの微小凹部（71）のパターンが一面に形成され
ている。

トナー供給ローラ（７）の上方にはケーシング（33）に
取り付けた現像剤受け板（８）がトナー供給ローラ
（７）に向って取り付けてあり、該現像剤受け板（８）
は途中で屈曲され、その先端部はトナー供給ローラ
（７）と現像スリーブ（４）との対向部上方に位置して
いる。そして、トナー供給ローラ（７）と現像スリーブ
（４）との対向部上方には、穂高規制板（６），現像剤
受け板（８），およびシート（９）によって、空室（1
0）が形成されている。

また、トナー供給ローラ（７）の背面側上方には隔壁
（11）が支軸（11a）を中心に回動可能に取り付けてあ
り、その上部には現像槽（３）の上部後端部に一端を取
り付けた圧接スプリング（13）の他端が係止してあり、
隔壁（11）は常時矢印（ｆ）方向に付勢されている。そ
して、これによって、隔壁（11）の下部に取り付けた厚
さ0.1mmのリボン鋼からなるトナー規制ブレード（12）
がトナー供給ローラ（７）の表面に、その回転方向に向
かって約1.0g/mm²の圧接力をもって接触している。

さらに、トナー供給ローラ（７）の下方には、ケーシン
グ（31）が取り付けたトナー戻り防止フィルム（14）
が、トナー供給ローラ（７）の回転方向に沿って圧接し
ている。

トナー収容槽（15）は、前記隔壁（11）と、トナー規制
ブレード（12）と、トナー供給ローラ（７）と、トナー
戻り防止フィルム（14）とで現像槽（３）の後部を仕切
って形成されており、このトナー収容槽（15）の内部に
は攪拌棒（16）と、トナー供給ローラ（７）に近接する
攪拌羽根（17）とが、それぞれ矢印（ｄ），（ｅ）方向
に回転駆動可能に取り付けてある。

以上の構成からなる現像装置の動作について説明する。

まず、現像スリーブ（４）およびトナー供給ローラ
（７）上方の空室（10）に磁性キャリアと絶縁性トナー
との混合物からなるスタータを装填し、トナー収容槽
（15）内に絶縁性トナーを装填する。

この際、空室（10）内には前記スタータに替えて磁性キ
ャリアのみを装填してもよい。そして、これによって現
像装置（２）による静電潜像の現像が可能となる。

この状態で図示しないプリントスイッチがオンされる
と、現像スリーブ（４），トナー供給ローラ（７），攪
拌棒（16），攪拌羽根（17）がそれぞれ矢印（ｂ），
（ｃ），（ｄ），（ｅ）方向に回転する。

以上のごとく現像装置（２）が動作することによって、
トナー収容槽（15）の底部において、トナーは攪拌棒
（16）の攪拌作用によりトナー供給ローラ（７）に向け
て流動し、攪拌羽根（17）によって良好に細かく粉砕さ
れたトナーが、トナー補給領域（Ｚ）においてトナー供
給ローラ（７）の微小凹部（71）に取り込まれる。そし
て、トナー供給ローラ（７）に供給されたトナーは矢印
（ｃ）方向に搬送されてトナー規制ブレード（12）によ
って余分なトナーが掻き取られるとともに、トナー規制
ブレード（12）との接触により予備帯電されて、現像ス
リーブ（４）との対向部［トナー供給領域（Ｙ）］に至
る。

トナー供給領域（Ｙ）において、現像スリーブ（４）上
に保持されている現像剤は磁極（N₃）から発生している
磁力線に沿って起立状態で搬送されており、この磁気刷
子によってトナー供給ローラ（７）上のトナーが掻き取
られるとともに、トナーは現像スリーブ（４）上のキャ
リアに静電吸着されることにより、トナー供給ローラ
（７）から現像スリーブ（４）上へと供給される。

同時に、現像スリーブ（４）とトナー供給ローラ（７）
とのバイアス電圧差（Vss−Vb）に基づき、静電気的に
現像スリーブ（４）上のトナーをトナー供給ローラ
（７）に回収し、現像スリーブ（４）上の現像剤中のト
ナー濃度を一定に保持する。

このように、トナー供給領域（Ｙ）においては、現像ス
リーブ（４）とトナー供給ローラ（７）との間でトナー
の授受が良好に行なわれ、現像スリーブ（４）上におけ
るトナー濃度を適正に維持する。

磁極（N₃）との対向部で現像スリーブ（４）の表面に供
給されたトナーは、現像スリーブ（４）上に保持されて
いる現像剤と共に、現像スリーブ（４）の回転に基づい
て矢印（ｂ）方向に搬送され、磁極（N₃）から磁極
（S₂）間において、現像剤は磁力線に沿って層状に搬送
されるが、磁極（S₂）から弱磁極（N₂）の間では磁気刷
子は比較的半径方向に向って起立し、疎状態で搬送され
る（第３図参照）。

そして、穂高規制板（６）の前面に達すると、ここでの
現像剤は起立しており、しかも、磁極（N₂）の磁気拘束
力は弱いことから、現像剤及びトナーは穂高規制板
（６）の手前で大部分が塞止められ、後から搬送されて
くる現像剤に押されて穂高規制板（６）に沿って容易に
大きく反り上がり、その後、あるものは現像剤受け板
（８）上に落下し、該現像剤受け板（８）に沿って現像
スリーブ（４）上に再供給され、またあるものは直接現
像スリーブ（４）上に落下し、供給される。しかし、現
像スリーブ（４）上に直接落下する現像剤は、集中する
ことなく広く分散されているため、濃度むらを生じるこ
とはない。

即ち、現像剤は穂高規制板（６）の手前側の空室（10）
内で渦を形成しながら良好に混合攪拌されて均一化され
るとともに、トナーはキャリアと接触して十分現像に適
するまで摩擦帯電されて、むらなく現像スリーブ（４）
に供給される。

なお、穂高規制板（６）と衝突する現像剤の磁気拘束力
は弱いため、穂高規制板（６）に作用する力は僅かであ
る。

また、穂高規制板（６）の対向部に位置する現像剤は起
立して疎状態になっているため、穂高規制板（６）と現
像スリーブ（４）とのギャップに若干の調整誤差があっ
たとしても、これによって搬送される単位時間当りの現
像剤量が大きく変動することはない。

このようにして、十分混合攪拌された現像剤の一部が、
穂高規制板（６）と現像スリーブ（４）とのギャップを
通過して磁気刷子を形成し、該磁気刷子は現像領域
（Ｘ）において感光体ドラム（１）の表面を摺擦し、そ
の表面上の静電潜像を現像して顕像化する。

現像領域（Ｘ）を通過した後、現像スリーブ（４）の周
面に残存する現像剤は、引き続き現像スリーブ（４）の
回転に基づいて矢印（ｂ）方向に搬送され、トナー供給
ローラ（７）との対向部であるトナー供給領域（Ｙ）に
至ると、ここで前述したようにして新たなトナーが残像
スリーブ（４）に供給されるとともに、余分なトナーが
トナー供給ローラ（７）にって回収される。そして、再
び空室（10）に達すると、ここでの現像剤渦によって十
分混合攪拌された現像剤が表面に均一に補充され、前回
の現像で消費したトナーの消費パターンが消去される。

一方、トナー供給ローラ（７）に回収されたトナーはそ
の微小凹部（71）に入り、トナー戻り防止フィルム（1
4）との間を通り、トナー収容槽（15）に回収される。

前記実施例では弱磁極（N₂）の磁力は200Gに設定するも
のとしたが、本発明者らが行った実験によれば、ゼロＧ
に近い値から約400Gの範囲で同様の結果得られることが
確認された。なお、前記実施例のように現像スリーブ
（４）の表面に微小凹凸を形成したものにあっては、弱
磁極（N₂）の磁力を限りなくゼロＧに近づけても、現像
スリーブ（４）と現像剤との摩擦力によって現像剤は搬
送される。

また、前記実施例では、弱磁極（N₂）は磁気ローラ
（５）の上端部に設け、その近傍に穂高規制板（６）の
先端を対向させるものとしたが、弱磁極（N₂）は若干上
流側、又は下流側に位置をずらしてもよいし、穂高規制
板（６）の先端も弱磁極（N₂）の近傍であればその上流
側、又は下流側いずれで現像スリーブ（４）に対向する
ようにしてもよい。

しかし、穂高規制板（６）が対向する位置は、現像剤の
混合攪拌性の観点から、第３図に示すように、磁極
（N₂）と穂高規制板（６）との角度をβ、弱磁極（N₂）
と磁極（S₂）との角度をαとすると、β＜（2/3）・α
の関係にあることが望ましい。

（発明の効果）以上の説明で明らかなように、本発明にかかる現像装置
では、現像スリーブに内蔵した複数の磁石のうち上方に
位置する磁極を弱磁極とするとともに、その両側に強磁
極を配置する一方、穂高規制部材の先端を前記補助磁極
近傍に対向配置している。

したがって、穂高規制部材の上流側では、現像剤は磁気
的に現像スリーブ表面に弱く吸着されながらも半径方向
にやや起立した状態で搬送されてくる。このため、現像
剤は穂高規制部材に衝突すると大きく反り上がり良好に
拡散されながら混合攪拌されるとともに、現像スリーブ
上に落下する領域は広範囲に亘るため、現像スリーブ上
には高濃度現像剤の縞々模様等を生じることはなく、常
時一定濃度の現像剤を安定的に現像に供することができ
る。この結果、複写画像は鮮明となり再現性のよい高品
質のコピーを得ることができる。

特に、現像スリーブ上で磁性キャリアと絶縁性トナーと
からなる２成分現像剤を調整する形態の現像装置にあっ
ては、僅かなスペースで、しかも、短時間にトナーを現
像に適するまで立ち上げることができるので有効であ
る。

また、穂高規制部材と衝突する現像剤の磁気拘束力は弱
いため、これによって現像スリーブの駆動源にかかる負
荷を低減することができる。

さらに、弱磁極の近傍では現像剤は半径方向に起立して
疎状態になっているため、穂高規制部材と現像スリーブ
とのギャップが若干変化しても、現像領域に搬送される
現像剤量に大きな変動を来すことがなく、ギャップ調整
が簡単，容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる現像装置の断面図、第２図は磁
気ローラの磁力分布図、第３図は磁気ローラから発生す
る磁力線分布図、第４図はトナー供給ローラの一部表面
拡大斜視図である。１……感光体ドラム、２……現像装置、３……現像槽、
４……現像スリーブ、５……磁気ローラ、６……穂高規
制板、７……トナー供給ローラ、N₁，〜，N₄、S₁，〜，
S₄……磁極（N₃…補助磁極）。

フロントページの続き (72)発明者衛藤浩一大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (56)参考文献特開昭61−34571（ＪＰ，Ａ) 実開昭49−76636（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担体の側部に回転駆動可能に設け
た現像スリーブと、該現像スリーブに現像剤を供給する
現像剤供給手段と、前記現像スリーブの上部に対向し、
前記静電潜像担体と現像スリーブとが対向する現像領域
に搬送される現像剤量を調整する穂高規制部材と、前記
現像スリーブの内部に、軸方向に延在する磁極を周方向
に配置するとともに、前記穂高規制部材との対向部近傍
に位置する磁極を磁力の弱い弱磁極とする一方、その両
側に位置する磁極を前記弱磁極と異なる極性に着磁し、
かつ、磁力の強い強磁極とした複数の磁石と、を備えた
ことを特徴とする現像装置。