JPH08171275A - 現像装置 - Google Patents
現像装置Info
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- JPH08171275A JPH08171275A JP31355694A JP31355694A JPH08171275A JP H08171275 A JPH08171275 A JP H08171275A JP 31355694 A JP31355694 A JP 31355694A JP 31355694 A JP31355694 A JP 31355694A JP H08171275 A JPH08171275 A JP H08171275A
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- toner
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁性トナーを含む現像剤を担持する現像剤担
持体上の現像剤の塗布を規制する現像剤規制体を備えた
現像装置において、弱帯電トナーの規制を十充分に行う
こと。 【構成】 現像剤規制体(6a)は、少なくとも2極を
有する永久磁石が内部に配設され、現像剤担持体(1
a)の近傍に対向配置され、現像剤担持体と同方向に回
転可能であり、かつ、該現像剤規制体の配置位置は、現
像剤担持体の内部に配設された永久磁石の少なくとも1
つの磁極の近傍であり、かつ、現像剤規制体と現像剤担
持体の対向位置において、現像剤規制体内部に配設され
た永久磁石の1つの磁極(A)(61)が、対向位置に
配設された現像剤担持体内部の永久磁石の1つの磁極
(B)(N11)と異極性である現像装置において、現
像剤担持体上の法線方向に関する磁束密度の二乗の変化
率:Frが、磁極(A)(B)間で正となるよう磁極
(A)(B)を設置した。
持体上の現像剤の塗布を規制する現像剤規制体を備えた
現像装置において、弱帯電トナーの規制を十充分に行う
こと。 【構成】 現像剤規制体(6a)は、少なくとも2極を
有する永久磁石が内部に配設され、現像剤担持体(1
a)の近傍に対向配置され、現像剤担持体と同方向に回
転可能であり、かつ、該現像剤規制体の配置位置は、現
像剤担持体の内部に配設された永久磁石の少なくとも1
つの磁極の近傍であり、かつ、現像剤規制体と現像剤担
持体の対向位置において、現像剤規制体内部に配設され
た永久磁石の1つの磁極(A)(61)が、対向位置に
配設された現像剤担持体内部の永久磁石の1つの磁極
(B)(N11)と異極性である現像装置において、現
像剤担持体上の法線方向に関する磁束密度の二乗の変化
率:Frが、磁極(A)(B)間で正となるよう磁極
(A)(B)を設置した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真及び静電記録
装置等に用いられる現像装置に関するものである。
装置等に用いられる現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第
2297691号明細書、特公昭42−23910号公
報及び特公昭43−24748号公報等に記載されてい
る様に、多数の方法が知られているが、一般には、光導
電物質を利用し種々の手段により感光体上に電気的潜像
を形成し、ついで、トナーを用いて該潜像を現像し、必
要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加
熱、或いは、溶剤蒸気等により定着して複写物を得るも
のである。また、トナーを用いて電気的潜像を可視化す
る方法も種々知られている。
2297691号明細書、特公昭42−23910号公
報及び特公昭43−24748号公報等に記載されてい
る様に、多数の方法が知られているが、一般には、光導
電物質を利用し種々の手段により感光体上に電気的潜像
を形成し、ついで、トナーを用いて該潜像を現像し、必
要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加
熱、或いは、溶剤蒸気等により定着して複写物を得るも
のである。また、トナーを用いて電気的潜像を可視化す
る方法も種々知られている。
【0003】例えば、米国特許第2874063号明細
書に記載されている磁気ブラシ現像法、同222177
6号明細書に記載されているパウダークラウド法及びフ
ァーブラシ現像法、液体現像法等、多数の現像法が知ら
れている。
書に記載されている磁気ブラシ現像法、同222177
6号明細書に記載されているパウダークラウド法及びフ
ァーブラシ現像法、液体現像法等、多数の現像法が知ら
れている。
【0004】これらの現像法において、特に、トナー及
びキャリアを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、
カスケード法、液体現像法等が広く実用化されている。
これらの方法は、いずれも、比較的安定に良画像の得ら
れる優れた方法であるが、反面、キャリアの劣化、トナ
ーとキャリアの混合比の変動という2成分現像剤にまつ
わる共通の欠点を有する。
びキャリアを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、
カスケード法、液体現像法等が広く実用化されている。
これらの方法は、いずれも、比較的安定に良画像の得ら
れる優れた方法であるが、反面、キャリアの劣化、トナ
ーとキャリアの混合比の変動という2成分現像剤にまつ
わる共通の欠点を有する。
【0005】この様な欠点を回避するために、トナーの
みよりなる1成分現像剤を用いる現像方法が各種提案さ
れている。例えば、米国特許第3909258号明細書
には、電気的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像
する方法が提案されている。これは内部に磁性を有する
円筒状の導電性スリーブに導電性磁性現像剤を支持し、
これを静電像に接触せしめて現像するものである。この
際、現像部においてトナー粒子により記録体表面とスリ
ーブ表面の間に導電路が形成され、この導電路を経てス
リーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、静電像画像部と
の間のクーロン力によりトナー粒子が画像部に付着して
現像される。この導電性磁性トナーを用いる現像方法
は、従来の2成分現像法にまつわる問題点を回避した優
れた方法であるが、反面、トナーが導電性であるため、
現像した画像を記録体から普通紙等の最終的な支持部材
へ、静電的に転写することが困難であるという欠点を有
している。
みよりなる1成分現像剤を用いる現像方法が各種提案さ
れている。例えば、米国特許第3909258号明細書
には、電気的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像
する方法が提案されている。これは内部に磁性を有する
円筒状の導電性スリーブに導電性磁性現像剤を支持し、
これを静電像に接触せしめて現像するものである。この
際、現像部においてトナー粒子により記録体表面とスリ
ーブ表面の間に導電路が形成され、この導電路を経てス
リーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、静電像画像部と
の間のクーロン力によりトナー粒子が画像部に付着して
現像される。この導電性磁性トナーを用いる現像方法
は、従来の2成分現像法にまつわる問題点を回避した優
れた方法であるが、反面、トナーが導電性であるため、
現像した画像を記録体から普通紙等の最終的な支持部材
へ、静電的に転写することが困難であるという欠点を有
している。
【0006】この問題を解決するために、静電的に転写
することが可能な高抵抗トナーを用いる現像方法とし
て、特開昭52−94140号公報に、トナー粒子の誘
電分極を利用した現像方法が示されている。しかし、か
かる方法は、本質的に現像速度が遅く現像画像の濃度が
充分に得られない等の欠点を有しており、実用上困難で
あった。高抵抗の磁性トナーを用いるその他の方法とし
て、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブとの
摩擦等により、トナー粒子を摩擦帯電し、これを静電保
持部材に接触して現像する方法が知られている。しか
し、これらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回
数が少なく、摩擦帯電が不十分になりやすい、あるい
は、帯電したトナー粒子とスリーブとのクーロン力が強
いときには、トナー粒子がスリーブ上で凝集しやすい、
等の欠点を有しており、実用上困難な点が多いことが指
摘されている。
することが可能な高抵抗トナーを用いる現像方法とし
て、特開昭52−94140号公報に、トナー粒子の誘
電分極を利用した現像方法が示されている。しかし、か
かる方法は、本質的に現像速度が遅く現像画像の濃度が
充分に得られない等の欠点を有しており、実用上困難で
あった。高抵抗の磁性トナーを用いるその他の方法とし
て、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブとの
摩擦等により、トナー粒子を摩擦帯電し、これを静電保
持部材に接触して現像する方法が知られている。しか
し、これらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回
数が少なく、摩擦帯電が不十分になりやすい、あるい
は、帯電したトナー粒子とスリーブとのクーロン力が強
いときには、トナー粒子がスリーブ上で凝集しやすい、
等の欠点を有しており、実用上困難な点が多いことが指
摘されている。
【0007】これに対して、特開昭54−43036号
公報において、上述の欠点を除去した新規な現像方法が
提案されている。これは、スリーブ上にトナーを極めて
薄く塗布し、これを摩擦帯電し、ついで、これを磁界の
作用下で静電像に極めて近接させ、かつ、接触させるこ
となく対向させ、現像するものである。
公報において、上述の欠点を除去した新規な現像方法が
提案されている。これは、スリーブ上にトナーを極めて
薄く塗布し、これを摩擦帯電し、ついで、これを磁界の
作用下で静電像に極めて近接させ、かつ、接触させるこ
となく対向させ、現像するものである。
【0008】この方法によれば、磁性トナーを極めて薄
く塗布するという構成をとることにより、磁性トナーと
スリーブとの接触機会を増加させ、現像に供するのに必
要な摩擦帯電電荷量をトナーに与えることを可能にして
いる。
く塗布するという構成をとることにより、磁性トナーと
スリーブとの接触機会を増加させ、現像に供するのに必
要な摩擦帯電電荷量をトナーに与えることを可能にして
いる。
【0009】しかしながら、上記方式においても、現像
スリーブと磁性トナーの接触機会は、2成分方式のトナ
ーとキャリアの接触機会に比べた場合、2成分方式より
も少ないことが知られている。
スリーブと磁性トナーの接触機会は、2成分方式のトナ
ーとキャリアの接触機会に比べた場合、2成分方式より
も少ないことが知られている。
【0010】また、磁性トナーが、現像に供するために
必要な摩擦帯電電荷量を得るための、磁性トナーと現像
スリーブとの必要接触回数は、磁性トナーの組成等によ
り異なることも良く知られている。
必要な摩擦帯電電荷量を得るための、磁性トナーと現像
スリーブとの必要接触回数は、磁性トナーの組成等によ
り異なることも良く知られている。
【0011】従って、上記方式においても、必要な摩擦
帯電電荷量を得るための、必要接触回数が多い系におい
ては、帯電不安定に伴う現象が生じやすいという欠点が
あった。
帯電電荷量を得るための、必要接触回数が多い系におい
ては、帯電不安定に伴う現象が生じやすいという欠点が
あった。
【0012】また、磁性トナーが、現像に供するために
必要な摩擦帯電電荷量を得るための、磁性トナーと現像
スリーブとの必要接触回数は、磁性トナーの組成等によ
り異なることも良く知られている。
必要な摩擦帯電電荷量を得るための、磁性トナーと現像
スリーブとの必要接触回数は、磁性トナーの組成等によ
り異なることも良く知られている。
【0013】従って、上記方式においても、必要な摩擦
帯電電荷量を得るための、必要接触回数が多い系におい
ては、帯電不安定に伴う現象が生じやすいという欠点が
あった。
帯電電荷量を得るための、必要接触回数が多い系におい
ては、帯電不安定に伴う現象が生じやすいという欠点が
あった。
【0014】上記1成分現像方式の電荷付与に対する本
発明者等の検討によると、上記1成分現像方式の電荷付
与部でのトナーの拳動は、以下の様になっていることが
分かった。
発明者等の検討によると、上記1成分現像方式の電荷付
与部でのトナーの拳動は、以下の様になっていることが
分かった。
【0015】まず、図10に上記磁性1成分トナーを用
いた現像装置の一例を示す。図中1aは、非磁性部材を
用いた現像スリーブで、図中、矢印の方向に回転可能に
設置されている。図中1bは、該スリーブ1aの内部に
固定された永久磁石、2は磁性部材を用いた磁性ブレー
ド、3は現像器、4は搬送部材である。該磁性ブレード
2は、現像スリーブ1aにその距離が一定値Wになる様
に配置されている。一般的に距離Wは、10Oμm〜1
mmの範囲内の値に設定される場合が多い。
いた現像装置の一例を示す。図中1aは、非磁性部材を
用いた現像スリーブで、図中、矢印の方向に回転可能に
設置されている。図中1bは、該スリーブ1aの内部に
固定された永久磁石、2は磁性部材を用いた磁性ブレー
ド、3は現像器、4は搬送部材である。該磁性ブレード
2は、現像スリーブ1aにその距離が一定値Wになる様
に配置されている。一般的に距離Wは、10Oμm〜1
mmの範囲内の値に設定される場合が多い。
【0016】図10に示した現像装置において、磁性1
成分トナーTは、現像スリーブ1a上に薄層コーティン
グされる。このトナー層の層厚は、図12に示すカット
ラインLの位置によって決定される。
成分トナーTは、現像スリーブ1a上に薄層コーティン
グされる。このトナー層の層厚は、図12に示すカット
ラインLの位置によって決定される。
【0017】本発明者の検討によると、現像スリーブ1
aと磁性ブレード2の間を磁性トナーTが通過する際
に、磁性トナーTに、電荷が付与されることが分かっ
た。また、その際の、磁性トナーTの挙動は、以下の様
になっていることが分かった。
aと磁性ブレード2の間を磁性トナーTが通過する際
に、磁性トナーTに、電荷が付与されることが分かっ
た。また、その際の、磁性トナーTの挙動は、以下の様
になっていることが分かった。
【0018】図11に示す様に、現像スリーブ1aと磁
性ブレード2を結ぶ直線に垂直な平面を考え、磁性ブレ
ード2に近い面をS1とし、現像スリーブ1aに近い面
をS2とすると、一般的に磁性ブレード2の幅は、永久
磁石1bの幅に比べて狭くしてあるので、S1面、S2
面でのそれぞれの磁束密度を考えると、S1面での磁束
密度はS2面での磁束密度より大きくなる。従って、磁
性トナーTは、現像スリーブ1aと磁性ブレード2との
間で、図11の矢印の方向の力、すなわち、磁性ブレー
ド2側への力を受ける。
性ブレード2を結ぶ直線に垂直な平面を考え、磁性ブレ
ード2に近い面をS1とし、現像スリーブ1aに近い面
をS2とすると、一般的に磁性ブレード2の幅は、永久
磁石1bの幅に比べて狭くしてあるので、S1面、S2
面でのそれぞれの磁束密度を考えると、S1面での磁束
密度はS2面での磁束密度より大きくなる。従って、磁
性トナーTは、現像スリーブ1aと磁性ブレード2との
間で、図11の矢印の方向の力、すなわち、磁性ブレー
ド2側への力を受ける。
【0019】従って、図12に示す様に、磁性トナーT
は、穂(B状態)を形成し、かつ、その穂は、磁性ブレ
ード2から現像スリーブ1a方向に形成される。磁性ト
ナーTへの帯電付与は、現像スリーブ1aと磁性ブレー
ド2から形成された穂の先端のトナーt1とが接触する
ことにより、先端のトナーに電荷が付与される。また、
現像スリーブ1aと磁性ブレード2との間でのトナーの
搬送は、以下の様になっていることが分かった。
は、穂(B状態)を形成し、かつ、その穂は、磁性ブレ
ード2から現像スリーブ1a方向に形成される。磁性ト
ナーTへの帯電付与は、現像スリーブ1aと磁性ブレー
ド2から形成された穂の先端のトナーt1とが接触する
ことにより、先端のトナーに電荷が付与される。また、
現像スリーブ1aと磁性ブレード2との間でのトナーの
搬送は、以下の様になっていることが分かった。
【0020】上述した様に、現像スリーブ1aと接触し
た穂の先端のトナーt1には、電荷が付与されるので、
鏡映力による現像スリーブ1a方向への力が働き、現像
スリーブ1aとの摩擦力により、現像スリーブ1aの回
転方向への搬送力が与えられる。
た穂の先端のトナーt1には、電荷が付与されるので、
鏡映力による現像スリーブ1a方向への力が働き、現像
スリーブ1aとの摩擦力により、現像スリーブ1aの回
転方向への搬送力が与えられる。
【0021】また、トナー同士には、互いにある程度の
凝集力が働いているので、トナーt1に接しているトナ
ーt2にも、凝集力を介在とした搬送力が生じる。ま
た、上層部のトナーt3にも同様に、凝集力を介在とし
た搬送力が生じる。
凝集力が働いているので、トナーt1に接しているトナ
ーt2にも、凝集力を介在とした搬送力が生じる。ま
た、上層部のトナーt3にも同様に、凝集力を介在とし
た搬送力が生じる。
【0022】しかし、現像スリーブ1aと磁性ブレード
2との間には、前述した様に、磁性ブレード2の方向へ
の磁力もトナーにはかかっている。従って、トナーにか
かる搬送力が、上記磁力に打ち勝つところ、すなわち、
図12のカットラインLのところでトナーの穂はちぎ
れ、現像スリーブ1a上に残ったトナーが、現像スリー
ブ1aの回転方向に搬送される。
2との間には、前述した様に、磁性ブレード2の方向へ
の磁力もトナーにはかかっている。従って、トナーにか
かる搬送力が、上記磁力に打ち勝つところ、すなわち、
図12のカットラインLのところでトナーの穂はちぎ
れ、現像スリーブ1a上に残ったトナーが、現像スリー
ブ1aの回転方向に搬送される。
【0023】従って、上記従来例のトナー挙動と、トナ
ーヘの帯電付与の過程から明らかな様に、上記徒来例で
は、現像スリーブ1aの近傍のトナーにしか帯電を付与
することができないという問題点があった。
ーヘの帯電付与の過程から明らかな様に、上記徒来例で
は、現像スリーブ1aの近傍のトナーにしか帯電を付与
することができないという問題点があった。
【0024】また、上記従来例では、図12のCで示す
様な電荷を付与されないトナーのたまり部分が生じ、こ
のトナーのたまり部分が大きくなると、磁力によりトナ
ーを磁性ブレード2側に保持し続ける力が弱くなり、そ
のために、トナーのたまり部分のトナーの一部が現像ス
リーブ1aの回転方向に搬送され、結果として、現像ス
リーブ1a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―となり、上記従来例では、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。
様な電荷を付与されないトナーのたまり部分が生じ、こ
のトナーのたまり部分が大きくなると、磁力によりトナ
ーを磁性ブレード2側に保持し続ける力が弱くなり、そ
のために、トナーのたまり部分のトナーの一部が現像ス
リーブ1aの回転方向に搬送され、結果として、現像ス
リーブ1a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―となり、上記従来例では、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。
【0025】上記問題を解決するために、本発明者等
は、現像剤規制部材により帯電不十分な磁性トナーを現
像器内に戻し、磁性トナーヘの帯電付与を安定化させる
現像装置を提案した。
は、現像剤規制部材により帯電不十分な磁性トナーを現
像器内に戻し、磁性トナーヘの帯電付与を安定化させる
現像装置を提案した。
【0026】すなわち、図9に示す様に、現像スリーブ
1a上のトナーの塗布を規制する部材として、非磁性体
で構成され、かつ、回転可能に現像スリーブ1aの近傍
に対向配置された現像剤規制部材6aを設け、なおか
つ、現像剤規制部材6a中に永久磁石6bを配設し、配
置位置を永久磁石1bの磁極N11の近傍とし、さら
に、現像剤規制部材6a中の永久磁石6bの磁極S61
が現像スリーブ1a中の永久磁石1bの磁極N11と磁
気的に平衡となるように設置し、また、回転方向を現像
スリーブ1aと同方向にすることにより、現像スリーブ
1a表面に接触していない磁性トナーを現像器内に戻
し、十分に帯電した磁性トナーのみを搬送することによ
って帯電付与を安定化させることを可能とした。
1a上のトナーの塗布を規制する部材として、非磁性体
で構成され、かつ、回転可能に現像スリーブ1aの近傍
に対向配置された現像剤規制部材6aを設け、なおか
つ、現像剤規制部材6a中に永久磁石6bを配設し、配
置位置を永久磁石1bの磁極N11の近傍とし、さら
に、現像剤規制部材6a中の永久磁石6bの磁極S61
が現像スリーブ1a中の永久磁石1bの磁極N11と磁
気的に平衡となるように設置し、また、回転方向を現像
スリーブ1aと同方向にすることにより、現像スリーブ
1a表面に接触していない磁性トナーを現像器内に戻
し、十分に帯電した磁性トナーのみを搬送することによ
って帯電付与を安定化させることを可能とした。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】上述した構成、すなわ
ち、現像剤規制部材6a内部に、永久磁石6bを配設
し、かつ、現像スリーブ1aの近傍に、回転可能に配す
ることにより、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。
ち、現像剤規制部材6a内部に、永久磁石6bを配設
し、かつ、現像スリーブ1aの近傍に、回転可能に配す
ることにより、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。
【0028】しかしながら、上記従来例においても、現
像スリーブ1a内部の磁極N11と現像剤規制体6a内
部の磁極S61との組み合わせによっては、帯電不十分
な磁性トナーが現像スリーブ1a表面にコーティングさ
れることがあった。
像スリーブ1a内部の磁極N11と現像剤規制体6a内
部の磁極S61との組み合わせによっては、帯電不十分
な磁性トナーが現像スリーブ1a表面にコーティングさ
れることがあった。
【0029】本発明は、上記の様な問題点を解決しよう
とするものである。
とするものである。
【0030】すなわち、本発明は、磁性トナーヘの帯電
付与の安定化を可能とし、かつ、安定に帯電十分な磁性
トナーのみを現像スリーブ表面に薄層コーティングし、
現像領域へ搬送することを目的とするものである。
付与の安定化を可能とし、かつ、安定に帯電十分な磁性
トナーのみを現像スリーブ表面に薄層コーティングし、
現像領域へ搬送することを目的とするものである。
【0031】
【課題を解決するための手段】本発明者等の検討によれ
ば、該現像器における該現像スリーブ上へのトナーコー
ティングは、現像剤規制部における磁束密度の二乗の変
化率:Fに影響を受けることが見いだされた。すなわ
ち、所望のFが得られるよう、現像スリーブ1a内部の
磁極N11と現像剤規制体6a内部の磁極S61を配置
することにより、上述した目的が達成されることがわか
った。
ば、該現像器における該現像スリーブ上へのトナーコー
ティングは、現像剤規制部における磁束密度の二乗の変
化率:Fに影響を受けることが見いだされた。すなわ
ち、所望のFが得られるよう、現像スリーブ1a内部の
磁極N11と現像剤規制体6a内部の磁極S61を配置
することにより、上述した目的が達成されることがわか
った。
【0032】よって、本構成では、磁性体を含有する磁
性トナーと、該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
体の内部に配設された永久磁石と、該現像剤担持体上の
現像剤の塗布を規制する現像剤規制体とを備え、該現像
剤規制体は、少なくとも2極を有する永久磁石が内部に
配設され、かつ、回転可能に該現像剤担持体の近傍に対
向配置され、かつ、該現像剤規制体の回転方向は該現像
剤担持体の回転方向と同方向であり、かつ、該現像剤規
制体の配置位置は、該現像剤担持体の内部に配設された
永久磁石の少なくとも1つの磁極の近傍であり、かつ、
該現像剤規制体と該現像剤担持体の対向位置において、
該現像剤規制体内部に配設された永久磁石の1つの磁極
(A)が、該対向位置に配設された該現像剤担持体内部
の永久磁石の1つの磁極(B)と異極性である現像装置
において、該現像剤規制体内部の磁極(A)を、該現像
剤担持体内部の磁極(B)と磁気的に平衡となる位置よ
り該現像剤担持体回転方向下流側、かつ該現像剤担持体
と該現像剤規制体の最近接位置より上流側に配置するこ
とを特徴とした。
性トナーと、該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
体の内部に配設された永久磁石と、該現像剤担持体上の
現像剤の塗布を規制する現像剤規制体とを備え、該現像
剤規制体は、少なくとも2極を有する永久磁石が内部に
配設され、かつ、回転可能に該現像剤担持体の近傍に対
向配置され、かつ、該現像剤規制体の回転方向は該現像
剤担持体の回転方向と同方向であり、かつ、該現像剤規
制体の配置位置は、該現像剤担持体の内部に配設された
永久磁石の少なくとも1つの磁極の近傍であり、かつ、
該現像剤規制体と該現像剤担持体の対向位置において、
該現像剤規制体内部に配設された永久磁石の1つの磁極
(A)が、該対向位置に配設された該現像剤担持体内部
の永久磁石の1つの磁極(B)と異極性である現像装置
において、該現像剤規制体内部の磁極(A)を、該現像
剤担持体内部の磁極(B)と磁気的に平衡となる位置よ
り該現像剤担持体回転方向下流側、かつ該現像剤担持体
と該現像剤規制体の最近接位置より上流側に配置するこ
とを特徴とした。
【0033】
【作用】本発明によれば、現像剤規制体内の磁極(A)
と現像剤担持体内の磁極(B)を上記構成条件に基づき
配置することにより、現像剤規制部における磁束密度
が、現像剤規制体近傍でより密となるため、該現像剤担
持体の放線方向に関する磁束密度の二乗の変化率:Fr
が、正(該現像スリーブ表面から放線方向に発散する向
き)となる。つまり、規制部において、トナーに現像剤
規制体側に向かう磁気力が働くため、その力に伴う摩擦
力が、現像剤規制体の回転方向、すなわちトナーを現像
器内に引き戻す方向に作用する。よって、磁気力のみに
影響を受ける未帯電トナーは確実に現像器内に回収され
ることになり、十分に帯電したトナーのみ現像領域に搬
送することが可能となった。
と現像剤担持体内の磁極(B)を上記構成条件に基づき
配置することにより、現像剤規制部における磁束密度
が、現像剤規制体近傍でより密となるため、該現像剤担
持体の放線方向に関する磁束密度の二乗の変化率:Fr
が、正(該現像スリーブ表面から放線方向に発散する向
き)となる。つまり、規制部において、トナーに現像剤
規制体側に向かう磁気力が働くため、その力に伴う摩擦
力が、現像剤規制体の回転方向、すなわちトナーを現像
器内に引き戻す方向に作用する。よって、磁気力のみに
影響を受ける未帯電トナーは確実に現像器内に回収され
ることになり、十分に帯電したトナーのみ現像領域に搬
送することが可能となった。
【0034】
(実施例1)図1は、本発明の第1実施例を示した断面
図である。図1において、1aは矢印の方向に回転する
現像剤担持体である非磁性金属部材により構成される現
像スリーブ、1bは、該現像スリーブ1aの内部に配設
された永久磁石、3は現像器、4は該現像器3内の磁性
トナーを現像スリーブ1a方向に搬送するための搬送部
材であり、5はスクレーパである。そして、6aは非磁
性金属部材で構成される現像剤規制体、6bは該現像剤
規制体6aの内部に配設された永久磁石である。
図である。図1において、1aは矢印の方向に回転する
現像剤担持体である非磁性金属部材により構成される現
像スリーブ、1bは、該現像スリーブ1aの内部に配設
された永久磁石、3は現像器、4は該現像器3内の磁性
トナーを現像スリーブ1a方向に搬送するための搬送部
材であり、5はスクレーパである。そして、6aは非磁
性金属部材で構成される現像剤規制体、6bは該現像剤
規制体6aの内部に配設された永久磁石である。
【0035】該現像剤規制体6aは、現像スリーブ1a
の近傍に、現像スリーブ1aの回転方向と同方向の矢印
の方向に回転可能に配置している。また、現像剤規制体
6aは、現像スリーブ1aとの距離Wが、1mm以下と
なるように配されている。また、永久磁石6bは、少な
くとも2極以上の磁極を有し、該永久磁石6b内の磁極
(本発明においてはS61)が、現像スリーブ1a内の
磁極(本発明においてはN11)と磁気的に平衡となる
位置より該現像スリーブ回転方向に関して下流側、且
つ、現像スリーブ1aと該現像剤規制体6aの中心を結
んだ最近接ラインPより上流側に配設されている。
の近傍に、現像スリーブ1aの回転方向と同方向の矢印
の方向に回転可能に配置している。また、現像剤規制体
6aは、現像スリーブ1aとの距離Wが、1mm以下と
なるように配されている。また、永久磁石6bは、少な
くとも2極以上の磁極を有し、該永久磁石6b内の磁極
(本発明においてはS61)が、現像スリーブ1a内の
磁極(本発明においてはN11)と磁気的に平衡となる
位置より該現像スリーブ回転方向に関して下流側、且
つ、現像スリーブ1aと該現像剤規制体6aの中心を結
んだ最近接ラインPより上流側に配設されている。
【0036】上記構成によれば、現像スリーブ1a内の
磁極N11と現像剤規制体6a内の磁極S61の間の磁
力線は図2に示すようになっており、現像スリーブ1a
と現像剤規制体6aとの間に存在する磁性トナーTに、
磁気力Fが働く。
磁極N11と現像剤規制体6a内の磁極S61の間の磁
力線は図2に示すようになっており、現像スリーブ1a
と現像剤規制体6aとの間に存在する磁性トナーTに、
磁気力Fが働く。
【0037】この磁気力Fはトナーの磁気モーメントM
と磁界Hをもちいて F=−grad(M・H) となるので、M=mV、H=μBより、(V:トナー体
積、μ:透磁率) F∝−grad(m・B) と表すことができる。
と磁界Hをもちいて F=−grad(M・H) となるので、M=mV、H=μBより、(V:トナー体
積、μ:透磁率) F∝−grad(m・B) と表すことができる。
【0038】この磁気力Fは、図3に示すよう、現像ス
リーブ表面から垂直に働く法線方向の力:Frと接線方
向に働く力:Fθに分割して考えることができ、現像ス
リーブ1a中心からの法線方向の距離をrとした場合、
Frはm=xB(x:係数)を用いて、 F∝−d/dr(m・B)=−xd/dr(B・B) F∝−d/drB2 となる。よって、その大きさ|Fr|は、法線方向に関
する磁束密度の二乗の勾配に比例し、また、その方向は
現像スリーブの中心に働く方向となっている。すなわ
ち、磁性トナーを現像スリーブ表面に引きつける方向の
力は、負として求められ、逆にスリーブ表面から引き剥
がす方向の力は、正として求められる。
リーブ表面から垂直に働く法線方向の力:Frと接線方
向に働く力:Fθに分割して考えることができ、現像ス
リーブ1a中心からの法線方向の距離をrとした場合、
Frはm=xB(x:係数)を用いて、 F∝−d/dr(m・B)=−xd/dr(B・B) F∝−d/drB2 となる。よって、その大きさ|Fr|は、法線方向に関
する磁束密度の二乗の勾配に比例し、また、その方向は
現像スリーブの中心に働く方向となっている。すなわ
ち、磁性トナーを現像スリーブ表面に引きつける方向の
力は、負として求められ、逆にスリーブ表面から引き剥
がす方向の力は、正として求められる。
【0039】同様にして接線方向に働く磁気力Fθは F∝1/rd/dθ(m・B)=x/rd/dr(B・
B) F∝d/dθB2 となり、その大きさ|Fθ|は、接線方向に関する磁束
密度の二乗の勾配に比例し、その向きは現像スリーブ回
転方向を正とする。
B) F∝d/dθB2 となり、その大きさ|Fθ|は、接線方向に関する磁束
密度の二乗の勾配に比例し、その向きは現像スリーブ回
転方向を正とする。
【0040】また、スリーブ表面近傍の磁性トナーTに
は、現像スリーブ1aとの摩擦帯電により帯電電荷が与
えられるため、スリーブ中央に向かう鏡映力Fqが作用
する。よって、現像スリーブ1a表面近傍の磁性トナー
Tには、図4で示すように、前述した磁気力によるF
(Fr,Fθ)と、摩擦帯電電荷による鏡映力Fqとが
規制部において働くことになる。これらの力を垂直方向
成分と接線方向成分で考えてみると、垂直方向にはFq
とFr(磁気力の垂直方向成分)が働き、接線方向に
は、Fθ(磁気力の接線方向成分)と上記垂直方向の力
に伴う摩擦力Fs=μ(Fq+Fr)とが働くことにな
る。なお、摩擦力Fsの大きさは、垂直方向に働く力
(Fq+Fr)に比例する力であり摩擦係数μが乗じら
れている。又、その向きは、Fq+Frが負で現像スリ
ーブの方向を向いているとき、現像スリーブの回転方向
(正>0)に働き、Fq+Frが正で現像剤規制体6a
の方向を向いているとき、現像剤規制体6aが回転して
いるので、現像剤規制体6aの回転方向、すなわち現像
スリーブの回転方向と逆方向(負、<0)に働くことに
なる。
は、現像スリーブ1aとの摩擦帯電により帯電電荷が与
えられるため、スリーブ中央に向かう鏡映力Fqが作用
する。よって、現像スリーブ1a表面近傍の磁性トナー
Tには、図4で示すように、前述した磁気力によるF
(Fr,Fθ)と、摩擦帯電電荷による鏡映力Fqとが
規制部において働くことになる。これらの力を垂直方向
成分と接線方向成分で考えてみると、垂直方向にはFq
とFr(磁気力の垂直方向成分)が働き、接線方向に
は、Fθ(磁気力の接線方向成分)と上記垂直方向の力
に伴う摩擦力Fs=μ(Fq+Fr)とが働くことにな
る。なお、摩擦力Fsの大きさは、垂直方向に働く力
(Fq+Fr)に比例する力であり摩擦係数μが乗じら
れている。又、その向きは、Fq+Frが負で現像スリ
ーブの方向を向いているとき、現像スリーブの回転方向
(正>0)に働き、Fq+Frが正で現像剤規制体6a
の方向を向いているとき、現像剤規制体6aが回転して
いるので、現像剤規制体6aの回転方向、すなわち現像
スリーブの回転方向と逆方向(負、<0)に働くことに
なる。
【0041】ところで、未帯電トナーtについて上記力
関係をあてはめると、未帯電トナーには鏡映力が殆ど働
かないため磁気力F(Fr,Fθ)だけが作用する。よ
って垂直方向にはFrのみが働き、接線方向には、垂直
方向の力に伴う摩擦力Fs=μFrとFθが働くことに
なる。よって、未帯電トナーを現像器内に回収するに
は、未帯電トナーに働く接線方向の力がFs+Fθ=μ
Fr+Fθ<0となり現像スリーブの回転方向と逆方向
に向かうことが望まれる。
関係をあてはめると、未帯電トナーには鏡映力が殆ど働
かないため磁気力F(Fr,Fθ)だけが作用する。よ
って垂直方向にはFrのみが働き、接線方向には、垂直
方向の力に伴う摩擦力Fs=μFrとFθが働くことに
なる。よって、未帯電トナーを現像器内に回収するに
は、未帯電トナーに働く接線方向の力がFs+Fθ=μ
Fr+Fθ<0となり現像スリーブの回転方向と逆方向
に向かうことが望まれる。
【0042】しかしながら、従来の磁極配置構成(現像
剤規制体6a内の磁極S61を現像スリーブ1a内の磁
極N11に対し磁気的に平衡となる位置に配置)におけ
る磁気力F(Fr,Fθ)は、図5に示すようになり、
規制部AにおいてFrが Fr<0 であることがわかった。ここで、図5の横軸は現像スリ
ーブの角度としており、スリーブの回転方向は矢印の方
向である。又、図中ラインPが現像スリーブ1aと現像
剤規制体6aとの最近接位置であり、ラインQが現像ス
リーブ1a内の磁極N11の位置である。本検討では、
ラインPとラインQに囲まれた領域を規制領域としてお
り、特に、ラインP近傍を規制部Aとしている。なお、
縦軸の単位は任意(a.u.)である。
剤規制体6a内の磁極S61を現像スリーブ1a内の磁
極N11に対し磁気的に平衡となる位置に配置)におけ
る磁気力F(Fr,Fθ)は、図5に示すようになり、
規制部AにおいてFrが Fr<0 であることがわかった。ここで、図5の横軸は現像スリ
ーブの角度としており、スリーブの回転方向は矢印の方
向である。又、図中ラインPが現像スリーブ1aと現像
剤規制体6aとの最近接位置であり、ラインQが現像ス
リーブ1a内の磁極N11の位置である。本検討では、
ラインPとラインQに囲まれた領域を規制領域としてお
り、特に、ラインP近傍を規制部Aとしている。なお、
縦軸の単位は任意(a.u.)である。
【0043】つまり、従来の構成では、図6に示すよう
に、磁気力Frが規制部Aにおいて現像スリーブの方向
に働くため、摩擦力Fs=μFrは、現像スリーブの回
転方向に作用し、 Fs=μFr>0 となる。
に、磁気力Frが規制部Aにおいて現像スリーブの方向
に働くため、摩擦力Fs=μFrは、現像スリーブの回
転方向に作用し、 Fs=μFr>0 となる。
【0044】一方、Fθは図5より規制部Aにおいて Fθ<0 となっていることから、現像スリーブの回転方向と逆の
方向、すなわち現像器内に向かう方向に作用している。
よって、 |μFr|<|Fθ| とならないかぎり、Fs+Fθ=μFr+Fθ<0は成
り立たないため、未帯電トナーはスリーブに担持され、
スリーブ回転方向に搬送される場合があった。
方向、すなわち現像器内に向かう方向に作用している。
よって、 |μFr|<|Fθ| とならないかぎり、Fs+Fθ=μFr+Fθ<0は成
り立たないため、未帯電トナーはスリーブに担持され、
スリーブ回転方向に搬送される場合があった。
【0045】そこで、本実施例の1図で示すよう、現像
剤規制体6aの磁極S61を、現像スリーブ内のN11
極と磁気的に平衡となる位置より現像スリーブ1a回転
方向下流側、かつ最近接ラインpより上流側に配置する
と、規制領域における磁束密度が、従来と比べ、現像剤
規制体近傍でより密となるため、図7に示すように規制
部Aにおける磁気力Frが Fr>0 となった。すなわち、図8に示すよう、磁気力Frが現
像剤規制体6aの方向に働くようになったため、摩擦力
Fs=μFrは、現像スリーブの回転方向と逆の方向に
作用することになり、 Fs=μFr<0 となる。また、Fθは、従来と同様、規制部Aで負とな
っていることから、やはり現像スリーブの回転方向と逆
の方向に作用し、 Fθ<0 となる。
剤規制体6aの磁極S61を、現像スリーブ内のN11
極と磁気的に平衡となる位置より現像スリーブ1a回転
方向下流側、かつ最近接ラインpより上流側に配置する
と、規制領域における磁束密度が、従来と比べ、現像剤
規制体近傍でより密となるため、図7に示すように規制
部Aにおける磁気力Frが Fr>0 となった。すなわち、図8に示すよう、磁気力Frが現
像剤規制体6aの方向に働くようになったため、摩擦力
Fs=μFrは、現像スリーブの回転方向と逆の方向に
作用することになり、 Fs=μFr<0 となる。また、Fθは、従来と同様、規制部Aで負とな
っていることから、やはり現像スリーブの回転方向と逆
の方向に作用し、 Fθ<0 となる。
【0046】よって、規制部Aにおいて未帯電トナーが
受ける接線方向の力は常に Fs+Fθ=μFr+Fθ<0 となるため、無理なく未帯電トナーを現像器内に回収す
ることができ、未帯電トナーの規制を十分に行うことが
可能となった。
受ける接線方向の力は常に Fs+Fθ=μFr+Fθ<0 となるため、無理なく未帯電トナーを現像器内に回収す
ることができ、未帯電トナーの規制を十分に行うことが
可能となった。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤担持体内の磁極(B)の配置位置を、現像剤規制
体内の磁極(A)との磁気力の釣り合いにより平衡とな
る位置より、現像剤担持体回転方向下流側、且つ、現像
剤規制体と現像剤担持体の最近接ラインPより上流側に
配設することにより、その結果、漏れのない未帯電トナ
ーの規制を十分に行うことが可能となった。
現像剤担持体内の磁極(B)の配置位置を、現像剤規制
体内の磁極(A)との磁気力の釣り合いにより平衡とな
る位置より、現像剤担持体回転方向下流側、且つ、現像
剤規制体と現像剤担持体の最近接ラインPより上流側に
配設することにより、その結果、漏れのない未帯電トナ
ーの規制を十分に行うことが可能となった。
【図1】本発明の現像装置の一実施例を示した断面図
【図2】現像剤規制部の磁束密度の説明図
【図3】現像剤規制部における磁気力の説明図
【図4】現像剤規制部で現像剤に作用する主な力の説明
図
図
【図5】回転可能な現像剤規制体を用いた徒来の現像装
置の規制部における磁気力Fr、Fθの関係図
置の規制部における磁気力Fr、Fθの関係図
【図6】従来現像装置の規制部における主な力の説明図
【図7】本実施例の磁極配置による磁気力Fr、Fθの
関係図
関係図
【図8】本実施例現像装置の規制部における主な力の説
明図
明図
【図9】回転可能な現像剤規制体を用いた従来の現像装
置の一実施例の断面図
置の一実施例の断面図
【図10】従来の現像装置の一例で現像規制体に固定さ
れた磁性ブレード用いている現像装置の断面図
れた磁性ブレード用いている現像装置の断面図
【図11】現像剤規制部における磁束密度の説明図
【図12】規制部における現像剤の挙動の説明図 1a…現像スリーブ 1b…永久磁石 2…磁性ブレード 3…現像器 4…搬送部材 5…スクレーパ 6a…現像剤規制体 6b…永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤功已 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 (2)
- 【請求項1】 磁性体を含有する磁性トナーと、該磁性
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、該現像剤担持体の内部に配設され
た永久磁石と、該現像剤担持体上の現像剤の塗布を規制
する現像剤規制体とを備え、 該現像剤規制体は、少なくとも2極を有する永久磁石が
内部に配設され、かつ、回転可能に該現像剤担持体の近
傍に対向配置され、かつ、該現像剤規制体の回転方向は
該現像剤担持体の回転方向と同方向であり、かつ、該現
像剤規制体の配置位置は、該現像剤担持体の内部に配設
された永久磁石の少なくとも1つの磁極の近傍であり、
かつ、該現像剤規制体と該現像剤担持体の対向位置にお
いて、該現像剤規制体内部に配設された永久磁石の1つ
の磁極(A)が、該対向位置に配設された該現像剤担持
体内部の永久磁石の1つの磁極(B)と異極性である現
像装置において、 該現像剤担持体上の法線方向に関する磁束密度の二乗の
変化率:Frが、磁極(A)(B)間で正(該現像スリ
ーブ表面から法線方向に発散する向き)となるよう磁極
(A)(B)を設置したことを特徴とする現像装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の現像装置において、該現
像剤規制体内部の磁極(A)を、該現像剤担持体内部の
磁極(B)と磁気的に平衡となる位置より該現像剤担持
体回転方向下流側、かつ該現像剤担持体と該現像剤規制
体の最近接位置より上流側に配置することを特徴とする
現像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31355694A JPH08171275A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31355694A JPH08171275A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 現像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08171275A true JPH08171275A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18042742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31355694A Pending JPH08171275A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 現像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08171275A (ja) |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP31355694A patent/JPH08171275A/ja active Pending
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