JPH08137255A

JPH08137255A - 現像装置

Info

Publication number: JPH08137255A
Application number: JP27642894A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nonomura; 真野々村; Tatsuya Tada; 多田達也; Katsumi Itou; 伊藤功已; Takeshi Yamamoto; 毅山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】回転可能な現像剤規制部材により現像剤担持
体上の帯電不良トナーを容器内に戻し、トナーの帯電不
良を安定化させる装置において、現像剤担持体内部の永
久磁石の磁極と現像剤規制部材との組み合わせ等によっ
て、帯電十分なトナーのみを現像剤担持体上に塗布でき
ない場合が生ずる問題を解決する。【構成】磁性トナーを含む現像剤を担持する現像剤担
持体１と、永久磁石と、現像剤の塗布を規制する、少な
くとも磁性体によりなり、回転可能な現像剤規制部材２
を備えた現像装置において、現像剤規制部材が、現像剤
担持体中心を原点とし、現像剤担持体中心と永久磁石の
少なくとも一つの磁極Ｐとを結ぶ直線と、現像剤担持体
中心と現像剤規制部材との最近接位置を結ぶ直線とのな
す角θが、Ｏ°≦θ≦（磁極Ｐの半値幅／２）°の条件
をみたし、現像剤担持体回転方向に対して、磁極Ｐより
も下流側、もしくは同位置に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真画像形成装置
及び静電記録装置等に用いられる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、電子写真式画像形成装置に用
いられる現像方式として、米国特許第２８７４０６３号
明細書記載の磁気ブラシ現像法等、多数の現像方式が提
案されてきている。

【０００３】例えば、特開昭５４−４３０３６号公報記
載の、所謂、「ジャンピング現像法」として知られる現
像方式が提案され、実用化されている。これは、現像ス
リーブ上に磁性トナーを極めて薄く塗布し、これを摩擦
帯電した後に、磁界の作用下で静電潜像に極めて近接さ
せ、且つ接触させることなく対向させ、現像を行うもの
である。即ち、トナーを極めて薄く塗布する構成をとる
ことで、トナーと現像スリーブとの接触機会を増加さ
せ、現像に供するのに必要な摩擦帯電量をトナーに与え
ることを目的としたものである。

【０００４】上記現像方式を用いた従来例として、磁性
１成分トナーを用いた現像装置を図６に示す。本現像装
置は、静電潜像に対してトナーを供給する現像スリーブ
１、トナー層厚を規制する磁性部材からなるブレード
２、ならびに内部にトナーの攪拌、搬送部材３を備え
た、トナー容器４から構成されている。

【０００５】上記現像スリーブ１は、その内部に固定さ
れた永久磁石１ａと、図６中に示した矢印方向に回転可
能に配設された非磁性部材からなるシリンダ１ｂからな
っている。また、ブレード２は、現像スリーブ１との距
離が一定値Ｗになるように配置されており、その距離
は、一般に１００μｍ〜１ｍｍの範囲内の値に設定され
る場合が多い。

【０００６】上記現像方式の電荷付与に関して、上記従
来例に即して簡単に説明する。永久磁石１ａと、その磁
極に対向して配置された磁性部材よりなるブレード２に
より、現像スリーブ１とブレード２との近接部近傍に図
７において示されるように磁束密度の集中した領域Ｇが
形成される。

【０００７】図８に領域Ｇの拡大図を示す。トナー容器
４より供給された磁性トナーＴは、永久磁石１ａの作る
磁場により、現像スリーブ１からブレード２方向に穂
（状態Ｂ）を形成し、続いて領域Ｇに至り、磁気的な拘
束を受ける。即ち、領域Ｇとは、トナー拘束領域であ
る。拘束されたトナーＴには、回転する現像スリーブ１
との摩擦帯電により電荷の付与が行なわれる事が知られ
ている。

【０００８】上記の摩擦帯電により電荷を付与された磁
性トナーＴは、自身の得た電荷によって現像スリーブ１
からの鏡像力をうける。これがトナーへの搬送力とな
り、トナーは現像スリーブ１の回転に伴い搬送される。
帯電した磁性トナーＴに作用する搬送力が、上記の磁力
による拘束力に打ち勝つところ、すなわち、カットライ
ンＬで示したところでトナーの穂はちぎれ、現像スリー
ブ１上に残ったトナーが、現像スリーブ１の回転方向に
搬送される。

【０００９】しかしながら、上記従来例においては、ブ
レード２近傍に帯電不十分なトナーの溜りＣが生じてし
まう。このトナー溜りＣが大きくなると、永久磁石１ａ
による領域Ｇ中での磁気的拘束力が弱まり、トナー溜り
Ｃの一部のトナーが、現像スリーブ１の回転方向に搬送
され、結果として、現像スリーブ１上を搬送されるトナ
ーの一部は電荷を付与されないトナーとなり、帯電不安
定に伴う現象を引き起こしやすいという問題点があっ
た。

【００１０】そこで、本発明者等は、上記問題を解決す
るために、現像剤規制部材により帯電不十分な磁性トナ
ーをトナー容器内に戻し、磁性トナーヘの帯電付与を安
定させる現像装置を考案した。

【００１１】即ち、図１に示す様に、現像剤規制部材２
を現像スリーブ１近傍に、回転可能に設ける構成をと
る。この現像剤規制部材２は、磁性体からなり、現像ス
リーブ１内の永久磁石１ａの磁極Ｐの近傍に対向して配
設され、現像スリーブ１の回転方向と同方向に回転す
る。また、現像剤規制部材２は、磁極Ｐの近傍にあるた
め、磁極Ｐにより形成される磁場をうけ磁化される。従
つて、トナー拘束領域Ｇ内の磁性トナーは現像剤規制部
材２からの磁力をうけ、その回転に伴い、トナー容器内
へ戻される方向の搬送力をうける。トナー拘束領域Ｇに
おいて、スリーブとの摩擦帯電により電荷付与をうけた
磁性トナーは、先にも述べたが、自身の得た電荷によっ
て現像スリーブ１からの鏡像力をうけ、現像スリーブ１
の回転に伴い、現像スリーブ回転方向への搬送力をうけ
る。従つて、十分に帯電した磁性トナーのみが、現像剤
規制部材２からうけるトナー容器内へ戻される方向の搬
送力に打ち勝ち、現像スリーブ１上に塗布され現像領域
へ搬送される。

【００１２】しかも、現像剤規制部材が回転すること
で、トナー拘束領域Ｇの現像剤の循環性がよくなり、前
記従来例において生じていた、帯電不十分なトナーの溜
りＣの形成を抑制することができた。

【００１３】以上により磁性トナーヘの帯電付与を安定
化させることを可能としたものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、磁性
体からなる現像剤規制部材２を、現像スリーブ１内の永
久磁石１ａの磁極Ｐの近傍に対向して配設し、現像スリ
ーブ１の回転方向と同方向に回転する事で、磁性トナー
ヘの帯電付与を安定化させることが可能になった。

【００１５】しかしながら、上記従来例においても、現
像スリーブ１内の永久磁石１ａの磁極Ｐと、磁性体から
なる現像剤規制部材２との組み合わせ、または位置によ
っては、帯電十分なトナーのみを現像スリーブ１上に塗
布することが出来ない場合があった。また、近年、高画
質を得るため現像剤に使用するトナーの小粒径化がみら
れるが、トナーの小粒径化に伴い、トナー粒子一個当た
りの帯電量が増加し、トナー粒子同士が静電凝集等を引
き起こし、均一な帯電や、現像スリーブヘの均一、且
つ、薄層な塗布ができない場合があった。

【００１６】したがつて、本発明の目的は、安定的に、
帯電十分な磁性トナーのみを現像スリーブ上に均一、且
つ、薄層に塗布し、現像領域に供給することが可能な設
計自由度の広い現像装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる現像装置により達成される。

【００１８】要約すれば、本発明は、磁性トナーを含む
現像剤を表面に担持する、回転可能に配置された現像剤
担持体と、該現像剤担持体内部に配設された永久磁石
と、前記現像剤担持体上の現像剤の塗布を規制する、磁
性体により構成される、回転可能に配置された現像剤規
制部材を備えた現像装置において、前記現像剤規制部材
が、前記現像剤担持体中心を原点とし、前記現像剤担持
体中心と前記永久磁石の少なくとも一つの磁極Ｐとを結
ぶ直線と、前記現像剤担持体中心と前記現像剤規制部材
との最近接位置を結ぶ直線との、なす角θ（図２を参
照）が、以下の条件、０°≦θ≦（磁極Ｐの半値幅／
２）°をみたし、且つ、前記現像剤担持材回転方向に対
して、前記磁極Ｐよりも下流側、もしくは同位置に配置
されることを特徴とするものである。

【００１９】

【実施例】本発明においては、現像剤規制部材により、
トナー拘束領域を形成すると共に、磁性トナーに対する
トナー容器内へ戻す方向の搬送力を与えさせているた
め、その配置構成は重要である。

【００２０】本発明者等の検討によれば、本発明を良好
に具現化する構成としての現像剤規制部材の配置位置
は、その近傍の磁極Ｐの半値幅ならびに、その磁極Ｐと
の相対的な位置関係により限定される、との知見が得ら
れた。

【００２１】先に、図１において示した現像装置を用
い、市販の重量平均径６．５μｍの磁性トナー使用し、
磁極Ｐと、現像剤規制部材とのなす角θを変化させた。
磁極Ｐは、磁束密度１０００ガウスで、その磁束密度の
極値の絶対値が、５０％以上の値を示す範囲、即ち、半
値幅が３５°、４５°、６０°の３種類のものを用いて
検討を行なった。その結果を図９ならびに図１０に示
す。

【００２２】図９における縦軸は、現像スリーブ１上に
塗布されたトナーのうち、図６で示した従来の現像装置
を用いた場合の、所望の極性に帯電していないトナー
（反転トナー）と、所望の極性に帯電しているトナー
（正規トナー）との比率を１として、反転トナーの比率
を示している。横軸は、現像剤規制部材が磁極Ｐより
も、現像スリーブ１の回転方向に対して下流側にあると
きを正にとり、なす角θを示している。

【００２３】即ち、図９の示すところは、現像剤規制部
材が磁極Ｐよりも、現像スリーブ１の回転方向に対して
下流側、もしくは同位置にあり、しかも、Ｏ°≦θ≦
（磁極Ｐの半値幅／２）°を満足する領域において、本
現像装置により現像スリーブ１上に塗布されたトナー
は、従来例と同程度以下の反転トナー比を有するという
ことである。

【００２４】また、図１０に、同一の電子写真式画像形
成装置を用い、各現像装置を使用した際の出力画像の画
像性の比較を示した。

【００２５】即ち、図１０の示すところは、反転トナー
比が１以下であれば、従来例と同等以上の画像性が得ら
れるということである。

【００２６】以下本発明の実施例につき説明する。

【００２７】（第１の実施例）本実施例における現像装
置は、図３において示される。本現像装置は、静電潜像
に対して磁性トナーを供給する現像剤担持体たる現像ス
リーブ１、現像剤規制部材たる磁性体からなる丸棒２、
丸棒に当接して配設されたスクレーパ３、現像剤の攪
拌、搬送部材４と、現像剤容器５より構成される。

【００２８】現像スリーブ１は、矢印方向に回転し、そ
の内部には、複数の磁極を有する永久磁石１０が固定さ
れているφ２０の径を持つものを用いた。また、丸棒２
は、現像スリーブ１に対する周速比が５０％で同方向に
回転するφ１０の径のものを用いたが、現像スリーブ
１、丸棒２の径並びに回転速度は、これに限定されるも
のではない。また、攪拌、搬送部材４は、現像スリーブ
に対して逆方向に回転するようにした。

【００２９】また、本実施例において使用される磁極Ｓ
１は、磁束密度８００ガウス、半値幅３５°のものを用
いるが、これのみに留まらず、使用される磁性トナー等
の条件により適当なものを用いることができることは言
うまでもない。

【００３０】丸棒２は、現像スリーブ１と一定の距離Ｗ
をおき、現像スリーブ１の中心と磁極Ｓ１を結ぶ直線に
対して前述のなす角θをもって配置されている。前述の
なす角θを変化させたところ、前述の条件式０°≦θ≦
（磁極Ｓ１の半値幅／２）°を満足する、０°≦θ≦１
５°において、一様に良好な画像の出力を得ることがで
きたため、磁極Ｓ１は、θ＝０°なる位置において固定
されている。

【００３１】上記配置位置に現像剤規制部材たる丸棒２
を最適に配置したことにより、磁極Ｓ１から丸棒２への
磁束密度が十分集中し、トナー拘束領域Ｇが形成され
る。

【００３２】拘束領域Ｇ内の磁性トナーは、磁極Ｓ１の
形成する磁場により磁化された丸棒２からの磁力をう
け、その回転に伴い、トナー容器内へ戻される方向の搬
送力をうける。

【００３３】また、領域Ｇへ搬送された磁性トナーは、
磁場による十分な拘束をうけることで、現像スリーブ１
との摩擦帯電により電荷を付与される。また、現像剤規
制部材を最適な位置に配置したため、静電凝集等により
トナーが凝集しても、その凝集を壊し、均一な帯電を行
うに十分な拘束状態を作ることができる。磁性トナー
は、自らの得た電荷によって現像スリーブ１からの鏡像
力をうけ、現像スリーブ１の回転に伴い、現像スリーブ
回転方向への搬送力をうける。

【００３４】従って、十分に帯電した磁性トナーのみ
が、丸棒２からうけるトナー容器内へ戻される方向の搬
送力に打ち勝ち、現像スリーブ１上に塗布される。

【００３５】以上の説明のとおり、本発明により磁性ト
ナーヘの帯電付与を安定させる事ができる。

【００３６】（第２の実施例）本発明は、図４に示す実
施例においても好適に実施される。

【００３７】本実施例における現像装置は、現像剤規制
部材２とその配置位置が異なる点以外は、先の実施例１
における現像装置と同一であるため、詳しい説明は略す
る。

【００３８】本実施例における現像剤規制部材２は、磁
性体からなる固定軸２１、非磁性体からなるエンドレス
ベルト２２と、それを矢印方向に駆動する駆動軸２３か
ら構成される。これは、磁極Ｓ１により磁化された固定
軸２１に、磁力により、エンドレスベルト２２を介して
拘束される帯電不十分なトナーを、駆動するエンドレス
ベルト２２によりトナー容器内方向への搬送力を与える
もので、非磁性体からなるエンドレスベルト２２により
搬送された帯電不十分なトナーは、固定軸２１より離れ
るに従い拘束力を失い、重力により自然にトナー容器内
へ落下するため、従来例１に見られるようなスクレーパ
を必要としないものである。

【００３９】また、本実施例において使用される磁極Ｓ
１は、磁束密度１０００ガウス、半値幅６０°のものを
用いるが、これのみに留まらず、使用される磁性トナー
等の条件により適当なものを用いることができることは
言うまでもない。

【００４０】現像剤規制部材２は、現像スリーブ１と一
定の距離Ｗをおいて、磁極Ｓ１よりも現像スリーブ１の
回転方向に対して下流側に、現像スリーブ１の中心と磁
極Ｓ１を結ぶ直線と、現像スリーブ１の中心と固定軸２
１の中心を結ぶ直線のなす角θをもって配置されてい
る。前述のなす角θを変化させたところ、前述の条件式
０°≦θ≦（磁極Ｓ１の半値幅／２）°を満足する、０
°≦θ≦３０°において、一様に良好な画像の出力を得
ることができたため、磁極Ｓ１は、θ＝１５°なる位置
において固定されている。

【００４１】上記構成を採用したことで、磁性トナーヘ
の帯電付与を安定させる事ができる。

【００４２】さらに、磁極Ｐよりも、現像スリーブ１の
回転方向に対して下流側、且つ、前述のなす角θを、条
件式；Ｏ°≦θ≦（磁極Ｓ１の半値幅＝６０°／２）の
ほぼ中間値である、θ＝１５°の位置に現像剤規制部材
２を配置したことで、永久磁石１ａ製造時に磁極Ｓ１の
位置の振れが多少有つたとしても、安定した磁性トナー
ヘの帯電付与を行なうことができる。

【００４３】（第３の実施例）本発明は、図５に示す実
施例においても好適に実施される。

【００４４】本実施例における現像装置は、使用する永
久磁石１０と、現像剤規制部材２が異なる点以外は、先
の実施例１における現像装置と同一の構成であるため、
詳しい説明は略する。

【００４５】本実施例における現像剤規制部材２は、回
転可能に配置された非磁性体からなるシリンダ２５、シ
リンダ２５内に固定された磁性体からなるブレード２６
から構成される。これは、磁極Ｓ１により磁化されたブ
レード２６に、磁力により、シリンダ２５を介して拘束
される帯電不十分なトナーを、シリンダ２５の回転によ
りトナー容器内方向への搬送力を与えるもので、非磁性
体からなるシリンダ２５により搬送された帯電不十分な
トナーは、ブレード２６より離れるに従い急速にシリン
ダ２５に対する拘束力を失うため、実質的な圧力をかけ
ることなく、帯電不十分なトナーをトナー容器内へかき
おとすことができるものである。

【００４６】また、本実施例において使用される磁極Ｓ
１は、磁束密度１０００ガウス、半値幅６０°のものを
用いるが、これのみに留まらず、使用される磁性トナー
等の条件により適当なものを用いることができることは
言うまでもない。

【００４７】現像剤規制部材２は、磁極Ｓ１よりも現像
スリーブ１の回転方向に対して下流側に位置し、しか
も、現像スリーブ１の中心と磁極Ｓ１を結ぶ直線と、現
像スリーブ１の中心とブレード２２の先端を結ぶ直線の
なす角θをもって配置されている。前述のなす角θを変
化させたところ、前述の条件式０°≦θ≦（磁極Ｓ１の
半値幅／２）°を満足する、０°≦θ≦３０°におい
て、一様に良好な画像の出力を得ることができたため、
磁極Ｓ１は、θ＝５°なる位置において固定されてい
る。

【００４８】上記構成を採用したことで、磁性トナーヘ
の帯電付与を安定させる事ができる。

【００４９】また、本実施例における磁極Ｓ１は、トナ
ー拘束領域Ｇを形成する磁場発生手段であると同時に、
その磁力によりトナー容器４から現像スリーブ１に対し
て磁性トナーを供給する補助手段も兼ねることができ
る。このように、本発明を用いることにより、安定した
磁性トナーヘの帯電付与を行ない、且つ、現像装置の設
計自由度をとることができた。

【００５０】尚、本発明は、以上に示した実施例のみに
限定されるものではなく、広く一般的な現像装置に応用
可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明によれ
ば、回転可能に配置された現像剤担持体と、該現像剤担
持体内部に配設された永久磁石と、前記現像剤担持体上
の現像剤の塗布を規制する、磁性体により構成される、
回転可能に配置された現像剤規制部材を備えた現像装置
において、前記現像剤規制部材を、前記現像剤担持体中
心を原点とし、前記現像剤担持体中心と前記永久磁石の
少なくとも一つの磁極Ｐとを結ぶ直線と、前記現像剤担
持体中心と前記現像剤規制部材との最近接位置を結ぶ直
線との、なす角θが、次の条件、Ｏ°≦θ≦（磁極Ｐの
半値幅／２）°をみたし、且つ、前記現像剤担持材回転
方向に対して、前記磁極Ｐよりも下流側、もしくは同位
置に配置することで、磁性トナーに十分な電荷を付与す
るに足るだけのトナー拘束領域を形成し、且つ、トナー
拘束領域内の磁性トナーにトナー容器内に戻す方向の搬
送力を与えることが可能になった。

【００５２】また、現像剤規制部材が回転することで、
トナー拘束領域Ｇの現像剤の循環性がよくなり、前記従
来例において生じていた、帯電不十分なトナーの溜りＣ
の形成を抑制することが可能となった。

【００５３】その結果、トナー容器内に戻す方向の搬送
力に打ち勝つだけ大きさの鏡像力を得る、十分に帯電し
たトナーのみを、選択的に現像スリーブ上に安定して塗
布し、現像領域に搬送することが可能な設計自由度の広
い現像装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具現化する、基本的な構成の現像装置
の概略図

【図２】磁極Ｐと現像剤規制部材の配置位置とのなす角
θの解説図

【図３】第１の実施例における現像装置の概略図

【図４】第２の実施例における現像装置の概略図

【図５】第３の実施例における現像装置の概略図

【図６】従来例の現像装置の概略図

【図７】トナー拘束領域Ｇの解説図

【図８】トナー拘束領域Ｇの拡大解説図

【図９】現像剤規制材の配置位置と反転トナー比の相関
図

【図１０】反転トナー比と出力画像の画像性の比較図

【符号の説明】

１…現像スリーブ１ａ…永久磁石２…現像剤規制部材２１…固定軸２２…エンドレスベルトＰ…磁極

フロントページの続き (72)発明者山本毅東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性トナーを含む現像剤を表面に担持す
る、回転可能に配置された現像剤担持体と、該現像剤担
持体内部に配設された永久磁石と、前記現像剤担持体上
の現像剤の塗布を規制する、少なくとも磁性体により構
成される、回転可能に配置された現像剤規制部材を備え
た現像装置において、前記現像剤規制部材が、前記現像剤担持体中心を原点とし、前記現像剤担持体中
心と前記永久磁石の少なくとも一つの磁極Ｐとを結ぶ直
線と、前記現像剤担持体中心と前記現像剤規制部材との
最近接位置を結ぶ直線との、なす角θが、以下の条件Ｏ
°≦θ≦（磁極Ｐの半値幅／２）° をみたし、且つ、前記現像剤担持体回転方向に対して、前記磁極Ｐ
よりも下流側、もしくは同位置に配置されることを特徴
とする現像装置。