JPH087500B2

JPH087500B2 - 現像装置

Info

Publication number: JPH087500B2
Application number: JP63174971A
Authority: JP
Inventors: 孝男本田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH0225873A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は静電潜像と現像剤にて現像する技術の分野
において利用され、特に現像剤を磁気力で拘束して現像
の行なう現像装置に関する。

［従来の技術］従来、この種の現像装置は静電潜像担持体と、その静
電潜像担持体と近接領域力を形成するように外周面を対
向して配設し、その外周面に磁性を有する現像剤を担持
する非磁性の回転体とで構成されている。そして、上記
近接領域内において、この両者の外周面対向距離が一定
値以下となる所定域、すなわち一定の磁界強度の領域を
現像領域としている。

この場合、上記回転体の表面で現像剤を担持する手段
として、回転体の内部に一磁極が回転体外周面側に向く
よう磁石を複数有する磁界発生体が固定設置されてい
る。そして、この磁界発生体を構成する複数の磁石のう
ち一磁石は、上記静電潜像体と上記回転体の近接領域の
範囲内にあって最近接部に対応する位置の近傍に配設さ
れ、回転体外周面側の一磁極が現像領域の略中央部で垂
直磁界成分（上記回転体の表面に対し垂直な磁界成分）
の最大密度点を有するように磁化設定されている。この
垂直磁界成分が、現像領域の範囲内で回転体外周面に現
像剤を磁気的に拘束していわゆる「穂立ち」を形成さ
せ、上記静電潜像担持体へ現像剤を移行せしめている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の現像装置にあっては、現像領域
の両端側へと向うようにしたがい磁石の上記垂直磁界成
分の密度が徐々に減少し、逆に水平磁界成分（上記回転
体の周方向の磁界成分）の密度が徐々に増す。その結果
現像領域の両端側になるほど現像剤の穂立ちが傾斜して
しまい、そのためその部分での現像がなされた画像には
種々の障害が生じる。例えば、「尾引き」と称され、上
記回転体の回転に伴い画像形成の方向（画像が形成され
る記録材の搬送方向）とは逆方向に現像剤が線状に延び
て尾を引いているように見える状態や、「飛び散り」と
称される上記「尾引き」がさらに悪化して複写画像の周
近部にまで現像剤の粒子が飛び散る状態などの画像形成
に悪影響を与える。

このときの現像領域を拡大し、現像剤の穂立ちの様子
を示したのが第７図である。同図において現像剤担持体
としての現像スリーブ２上に現像剤10が担持されてい
る。また、静電潜像担持体としての感光ドラム１上には
静電潜像（第７図では参照符号11のマイナス極性として
表わされている）が担持されている。そして感光ドラム
１と現像スリーブ２との最近接部（図示の場合、現像領
域の中央部）では現像スリーブ２上で穂立ちした現像剤
10が電気的吸引力を受けて感光ドラム１側へ移動する。
しかし、現像領域中央部から両端側の非現像領域へと向
うにしたがい、水平磁界成分の影響を受けて穂立ちが徐
々に傾斜するようになってくる。この傾向は、参照符号
12で示されるごとく現像領域両端部においてはかなり顕
著に表われている。例えば、第７図に示された現像領域
の左側部分においては、現像スリーブ２上で傾斜してい
る現像剤10の穂立ちの一部が、感光ドラム１と現像スリ
ーブ２の間隔が大きくなる傾向にあるにも拘らず、矢印
Ｗ方向に電気的に感光ドラム１へ吸引されていくため
に、回転している感光ドラム１上では画像形成方向Ａに
現像剤10のずれが生じてしまう。この現像相10のずれが
複写画像上では後方に線状となって延びる上述の「尾引
き」である。

本発明は、従来のこのような現像装置の有していた
「尾引き」、「飛び散り」などの画像形成における悪影
響を解決することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の現像装置は、上記目的達成のために、内部に
磁界発生体を有し、磁性現像剤を担持して移動する現像
剤担持体を移動方向に所定幅の現像領域をなすように静
電潜像担持体に対向させ、磁界発生体は現像領域内に現
像剤担持体表面に垂直な垂直磁界成分の最大磁束密度点
を形成する現像磁極を有する現像装置において、上記現像磁極が形成する現像剤担持体表面の接線方向
の水平磁界成分の磁束密度分布は現像領域の端部位置も
しくはその近傍で極大値をとる、ことによって構成される。

［作用］上記のように構成された現像装置が起動すると、回転
体の表面上に薄層化された現像剤が現像領域に搬送され
る。該現像剤は、上記現像領域に配設され回転体の周方
向距離に対する水平磁界成分の密度の変化率の絶対値が
極大値をとる位置及びその近傍で現像領域の両端部を形
成するように設定された磁極の磁界によって穂立ちし、
静電潜像担持体に担持された静電潜像の電荷に応じて可
視像を形成させる。

［実施例］以下、添付図面にもとづいて、本発明の実施例装置を
説明する。

第１図（Ａ）は、一実施例装置としての現像装置で現
像剤担持体としての現像スリーブの周辺を示す断面図で
あり、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の現像スリーブと静
電潜像担持体としての感光ドラムが形成する近接領域を
拡大し、該近接領域内の垂直磁界成分の分布の様子を模
式的に示した図である。

第１図（Ａ）において、現像スリーブ２は、感光ドラ
ム１に所定間隙をもって対向する位置にＡ方向に回転自
在に配設されている。該現像スリーブ２の内部には、四
つの磁石a,b,c,dを周部に有する磁界発生体３が所定位
置に固定設置されている。各磁石は、その対をなす二磁
極の一方の磁極が現像スリーブ２の周面に向くように配
置されており、磁石ａが現像極を、磁石ｂが現像剤規制
極（カット極）を、磁石ｃ及びｄが現像剤搬送極を、そ
れぞれ形成している。

また、現像スリーブ２の上部には、現像剤10の穂立ち
高さを規制して現像スリーブ上の現像剤を薄層化するた
めのブレード４が上記磁石ｂに対向した位置に配設され
ている。現像スリーブ２の右側は、開口にて上該現像ス
リーブ２の左部分を突出状態で配置し、かつ該現像スリ
ーブ２へ供給する現像剤10を収容するための容器８とな
っている。なお、2aは現像スリーブ２の回転中心である
と共に磁界発生体３の固定中心でもある。

第１図（Ｂ）は、上記第１図（Ａ）における近接領域
を拡大して示しており、同図では、磁石ａの周表面側の
磁極である現像極（本実施例ではＮ極）の垂直磁界成分
の分布の様子を、現像スリーブ２の周表面位置での磁束
密度を矢印の長さで示している。

周知のように磁石ａの磁界は、磁石ａを中心として全
方向に形成される。したがって、現像スリーブ２の表面
には垂直磁界成分と水平磁界成分とが形成され、現像剤
の穂立ちの方向は図中に示された垂直磁界成分と、図示
されていない水平磁界成分とによって決まる。ここで、
水平磁界成分というのは、スリーブ円周での接線の方向
についての磁界成分である。

この現像極の水平磁界成分の密度分布状態を修正する
ことにより、既述した従来装置の問題点として指摘した
現像領域の両端部で生じる、現像剤の傾斜した穂立ちに
よる現像を防止することができる。

すなわち、現像領域の両端部での、現像極の水平磁界
成分の磁束密度の変化率を大きくなるよう修正して設定
することにより上述問題点が解消される。

以下は、本実施例において、問題点の解消のためにど
のように現像領域で水平磁界成分の密度分布を形成した
かについて詳述する。そこで、先ず、本実施例装置にあ
って上述近接領域内において現像領域として設定し得る
最大範囲を明らかにするが、これに先立ち、本実施例装
置の回転体としての現像スリーブ２は略円筒であるの
で、現像スリーブ２の周面上に形成される現像領域は、
現像スリーブ２の回転中心2aに対する中心角に対応させ
て説明する。

第２図は第１図（Ｂ）と同様に現像スリーブ２と感光
ドラム１の近接領域を表わしている。ここで現像スリー
ブ２の回転中心2a、感光ドラム１の回転中心1aを結ぶ線
部を基準線Ｌとし、現像スリーブ２の上の点をＸとす
る。この基準線Ｌと現像スリーブ２の外周面及び感光ド
ラム１の外表面との交点をそれぞれX₀，Y₀とする。距離
X₀Y₀は現像スリーブ２と感光ドラム１が対向した最短距
離であり、X₀は現像領域の中央に位置することとなる。
この位置X₀を含む周方向での近傍にて上述の現像極の垂
直磁界成分の密度がほぼ最大で、かつ水平磁界成分がほ
ぼ最小となり、該部分を最近接部として以下説明する。

上述のような最近接部を近接領域のほぼ中央にもつ本
実施例装置にあって、現像スリーブ２上の現像剤により
感光ドラム１上の静電潜像を現像可能とする限界として
の、現像スリーブ２と感光ドラム１との最長距離をlmax
とする。

このlmaxと等しい長さで、線分X₀Y₀と平行な、現像ス
リーブ２と感光体１の表面を結ぶ線分をX₁Y₁とする。こ
の線分X₁Y₁は、第２図に示されるごとくX₀を挾む二位置
に存在し、現像可能範囲内では対向する現像スリーブ２
と感光ドラム１の対向距離の最長である。すなわち、こ
の２本の線分X₁Y₁、X₁Y₁に挟まれた周方向範囲が現像領
域として設定し得る範囲といえる。ここで、lmaxの値は
磁界強度等の設計条件によって変わるので、現像領域と
して設定し得る最大範囲（周方向での範囲）もこれに伴
ない変動することになるが、本発明者の試験結果による
と通常はlmax≦2000μｍであり、その前提で現像領域と
して設定することが多くの場合好ましい。

次に、上記現像領域における現像極の水平磁界成分の
密度分布について説明する。上記した第２図の現像スリ
ーブ２上の周方向の任意位置Ｘと現像スリーブ２の回転
中心2aを結んだ線分が、基準線Ｌとのなす角度をαとす
る。また、このときの位置X₁の基準線からの角度をαma
xとする。

ここで、現像領域は、角度αによって表わすならば｜
αmax|以下の範囲内である。この角度αによって表わさ
れる現像領域内において、回転体の周方向距離に対する
密度の変化率として現像スリーブ２の回転中心2aに対す
る単位中心角当りの水平磁界成分の密度変化率（ガウス
／度）の絶対値の極大値で現像領域の両端部を形成する
ように現像極を磁化設定する。

すなわち、現像領域として設定し得る最大範囲の両端
の位置X₁，X₁により挟まれる中央位置X₀を包む範囲内
で、中央位置から両側へ所定距離となる位置を現像領域
の両端部とすべく現像極を磁化設定する。なお第３図に
示されるごとく、回転体中心に対する単位中心角度当り
の水平磁界成分の密度変化量が30ガウス以下では大きく
場合、「尾引き」、「飛び散り」等の画像障害の発生が
確認されており、一般に、密度変化率の絶対値の極大値
は30ガウス／度以上となるよう磁化設定することが好ま
しい。

以下では、さらに詳しく本実施例装置の現像極が形成
する垂直及び水平磁界成分の密度分布状態を図をもって
具体的に説明する。第４図には、垂直磁界成分及び水平
磁界成分の密度分布が示されている。

なお、図中の実線及び破線は、本実施例による装置の
現像極の垂直磁界成分及び水平磁界成分の密度分布を示
し、また二点鎖線及び一点鎖線は従来の装置の現像極の
垂直磁界成分及び水平磁界成分を示している。

横軸は、第１図（Ａ）に示される磁石ａと、現像スリ
ーブ２の回転方向Ａにおいて上流側に位置する磁石ｂと
の中間位置にあって、磁石ａの現像極の垂直磁界成分の
密度が０ガウスとなる位置を基準位置θ_oとし、現像ス
リーブ２の回転中心2aに対して下流側（現像極側）へ角
度θをもって示されている。縦軸は現像スリーブ２の表
面での垂直磁界成分密度及び水平磁界成分密度をＧ（ガ
ウス）で表わしている。同図において、本実施例と従来
装置の垂直磁界成分密度を比較すると、本実施例の場合
（実線）の方が従来装置（二点鎖線）よりも中央位置
（角度θ＝50度近辺）の最大密度点Ｓを頂点としてその
近傍では密度の変化率が比較的安定しており、中央位置
から両側へ所定距離となる位置で変化率が大きくなって
いる。また、水平磁界成分密度を比較すると、本実施例
（破線）の装置の方が従来の装置（一点鎖線）よりも上
記中央位置を最小密度点としてその近傍で密度の変化率
が安定し、中央位置から両側へ上記所定の距離となる位
置で変化率が大きくなっていることがわかる。上記の関
係をより明らかにするため、第４図の縦軸の水平磁界成
分の密度（Ｇ（ガウス））を上記角度θで微分し、角度
θに対する変化率を縦軸にとったものが第５図である。
この両者を比較すると、中央位置から両側へ所定距離と
なる位置で、変化率が大きく、極大値（最大値）及び極
小値（最小値）が明瞭となっている。これは、上述した
ごとく本実施例装置の現像極は、現像領域の中央位置か
ら所定距離となる位置（すなわち、現像領域の両端部と
なる位置）で、水平磁界成分の密度変化率の絶対値が極
大となるよう設定されているからである。

以上説明したごとくに磁化設定された現像極を有する
本実施例装置の現像領域を拡大した現像剤の穂立ちの状
態を示したのが第６図である。現像領域の両端部N₁，N₂
で垂直及び水平の磁界成分の密度の変化率が大きいので
該現像領域の端部での穂立ちの有無がはっきりとしてい
る。その結果、スリーブ２上で垂直に穂立ちした現像剤
が現像領域内で整然と配列されている。その結果、現像
剤10は乱れることなく感光ドラム１に吸引移行して「尾
引き」、「飛び散り」等の画像障害を生じない。

次に、本発明の他の実施例装置として現像スリーブ２
と感光ドラム１の間に隔絶板を設けた装置について説明
する。ただし、本実施例装置は上述第一の実施例装置と
その多くを共通とするので、第２図に本実施例の特徴で
ある隔絶板14を同図において二点鎖線で示し、他の部分
については説明を省略する。本実施例装置は、現像領域
両端部の傾斜した現像剤が現像に関与せぬよう隔絶板14
を設けた。この隔絶板14は、少なくともX₁X₁の範囲内に
先端が位置するように現像スリーブ２と感光体１との間
でスリーブ２の長手方向に配設されている。その材質は
使用する現像剤の性質や周辺部材により非磁性、磁性、
絶縁性、導伝性等について選択が可能である。またその
形状についても第２図に示されるごとく先端部を尖状形
としてもよいし、矩形としてもよい。第２図のごとく隔
絶板14の先端部を現像領域の端部近傍に設置した場合に
は、例えばlmax＝2000μｍの場合基部での厚さが５〜15
00μｍのポリエチレンテレフタレートやステンレス鋼板
が使用できる。第２図では隔絶板14を現像スリーブ２の
回転方向Ａの下流側の現像領域端部にのみ設けたが、上
流側のみに設けることも可能であるし、上流及び下流側
に設けることも可能である。以上のような本実施例装置
によるならば現像領域の端部での傾斜が大きい現像剤の
穂立ちによる現像をさらに確実に防止できる。

なお、以上説明した本発明装置の磁界発生体に配設す
る磁石としてはフェライト焼結タイプ、樹脂性の一体成
形タイプ等広く適用可能である。また、現像極磁化設定
も垂直成分の最大密度点を中央とし左右対称である必要
はなく、非対称であってもよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る現像装置の現像極
は、現像領域の両端部で、水平磁界成分の密度変化率の
絶対値が極大値となるよう磁化設定したので、現像領域
の両端部において水平磁界成分の密度が急激に変化する
こととなり、現像剤の穂立ちの有無をはっきりさせるこ
とができる。よって、傾斜した現像剤により現像がなさ
れるという事態がなくなり、従来装置の有していた「尾
引き」、「飛び散り」等の画像障害を防止でき、常に高
品質の画像を提供できるという効果をもたらす。磁界発
生体は、固定磁石と樹脂との一体成形によって製作可能
であり、フェライト焼結タイプ磁石、張り合せタイプ、
埋め込みタイプの磁石に比較して大幅な廉価化及び軽量
化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明一実施例装置の概要構成断面図、
第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の近接領域を拡大して該領
域での垂直磁界成分密度分布を示した図、第２図は現像
剤担持体と静電潜像担持体の近接領域を示し、さらに第
二実施例を二点鎖線により示した図、第３図は水平磁界
成分密度の変化率と画像障害発生状態との関係を示す
図、第４図は本発明の一実施例装置の現像極と従来装置
の現像極の垂直磁界成分及び水平磁界成分の密度分布を
示した図、第５図は第４図の水平磁界成分について回転
体の中心角に対する変化率を示した図、第６図は本発明
装置の現像領域を拡大して現像剤の穂立ちの状態を示し
た図、第７図は従来装置の現像領域を拡大して現像剤の
穂立ちの状態を示した図である。１……静電潜像担持体（感光ドラム）２……現像剤担持用回転体（現像スリーブ）３……磁界発生体 10……現像剤ａ……現像磁極を形成する磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に磁界発生体を有し、磁性現像剤を担
持して移動する現像剤担持体を移動方向に所定幅の現像
領域をなすように静電潜像担持体に対向させ、磁界発生
体は現像領域内に現像剤担持体表面に垂直な垂直磁界成
分の最大磁束密度点を形成する現像磁極を有する現像装
置において、上記現像磁極が形成する現像剤担持体表面の接線方向の
水平磁界成分の磁束密度分布は現像領域の端部位置もし
くはその近傍で極大値をとることを特徴とする現像装
置。
【請求項２】現像領域の両端部における、水平磁界成分
の現像剤担持体の中心角に対する密度変化率は、30ガウ
ス毎度以上であることとする請求項（１）に記載の現像
装置。
【請求項３】現像領域は、静電潜像担持体と現像剤担持
体の表面対向距離が2000ミクロンメートル以下であるこ
ととする請求項（１）または請求項（２）に記載の現像
装置。
【請求項４】静電潜像担持体と現像剤担持体とを隔絶す
る隔絶手段が、上記静電潜像担持体と回転体とが形成す
る現像領域の端部近傍に配設されていることとする請求
項（１）ないし請求項（３）のいずれか一つに記載の現
像装置。