JPH1020664A

JPH1020664A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1020664A
Application number: JP16901896A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Watanabe; 正信渡辺
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤規制部剤と現像剤担持体の磨耗による
性能劣化、および摺察による現像剤劣化をなくし、現像
剤規制部材と現像剤担持体の間での現像剤の詰まりを防
止して、現像装置の駆動トルクの低下を図り、現像剤規
制部材と現像剤担持体との間隔の精度を必要としない現
像装置の提供を目的とする。【解決手段】現像剤担持体５０と現像剤量規制部材７
０を非接触に対向させる。また、現像剤の供給部より下
流側に配置されたＮ極５５１と、静電潜像保持体３０に
対向する位置に配したＮ極５５０とを同極とすると共
に、Ｎ極５５０とＮ極５５１との間に磁極を設けないこ
とで、両極５５０，５５１間に現像剤担持体５０上の現
像剤の磁気的な搬送力が実質的になくなる領域を形成す
る。磁気的な搬送力が実質的になくなる領域とは、スリ
ーブ５３の半径方向中心に向かう磁気吸引力が０となる
領域である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられ
る現像装置に関するもので、静電潜像保持体と現像剤担
持体との間の電界によって、一成分現像剤を静電潜像保
持体に現像する磁性一成分現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁性一成分現像装置を図６，７により説
明する。静電潜像保持体３０上に形成された静電潜像を
現像する磁性一成分現像剤を用いた一成分現像装置は、
一成分磁性現像剤を収容するためのホッパー３１と、複
数の磁極を有する磁石シャフト３５の周囲に回転自在に
支持された円筒状の現像剤担持体３７と、現像剤担持体
３７上の現像剤付着量を規制する現像剤規制部材４０と
を備えている。このような現像装置においては、ホッパ
ー３３内に収納された一成分磁性現像剤３１は、磁石シ
ャフト３５の磁力で現像剤担持体３７表面に保持され、
現像剤規制部材４０との間を通過する際に現像剤担持体
３７表面に摺擦されるとともに、現像剤の薄層が形成さ
れる。この現像剤と現像剤担持体表面との摺擦によっ
て、現像剤は摩擦帯電され、電荷が付与される。

【０００３】この現像剤規制部材４０は、少なくとも現
像剤担持体３７に対向接触する表面にゴムなどの弾性部
材４１を用いている。かかる現像剤規制部材４０によっ
て薄層化された現像剤は、現像剤担持体３７の回転によ
り静電潜像保持体３０と現像剤担持体３７が対向する現
像領域Ａへ搬送される。現像剤担持体３７には、高圧交
流電源と直流電源から直流重畳交流電圧が印加される。
現像領域Ａで生じる電界によって、電荷を付与された現
像剤が静電潜像保持体３０の静電潜像に飛翔して現像す
る。なお、ここで印加電圧は直流電源による直流電圧で
あってもよい。

【０００４】このように構成されている現像装置の問題
として、現像剤規制部材４０が現像剤担持体３７に接触
するため、現像剤規制部剤４０および現像剤担持体３７
の磨耗による性能劣化、高駆動トルク、現像剤規制部材
４０と現像剤担持体３７との間での現像剤詰まり、摺察
による現像剤劣化などがあげられ、現像装置の高速化、
高信頼化を阻害していた。また、この問題を避けるため
に特公昭５９−２９８７２号公報に記載されるように、
磁性の現像剤規制部材４５を現像剤担持体３７と非接触
に配置する方式も提案されている（図７参照）が、開示
された方式の場合、現像剤規制部材と現像剤担持体との
間隔を高精度に設定する必要があり、部品コストや組立
て・調整コストが高くなってしまうという問題が生じ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術の持つ前述の問題点を解決することにあり、現像剤規
制部剤と現像剤担持体の磨耗による性能劣化、および摺
察による現像剤劣化をなくし、現像剤規制部材と現像剤
担持体との間で現像剤が詰まりを防止して、現像装置の
駆動トルクの低下を図るとともに、現像剤規制部材と現
像剤担持体との間隔の精度を必要としない現像装置の提
供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的から本発明の
現像装置は、現像剤担持体表面に薄層形成された正また
は負に帯電した一成分現像剤を電界によって静電潜像保
持体に形成される静電潜像を現像する装置であって、現
像剤担持体と非接触に対向し、現像剤の供給部より下流
側に配置された現像剤担持体上の現像剤量を規制する規
制部材と、現像剤量規制領域より下流側に現像剤担持体
上の現像剤の磁気的な搬送力が実質的になくなる領域を
形成するように固定磁極を配置する現像剤担持体を具備
する。ここでいう磁気的な搬送力が実質的になくなる領
域とは、スリーブの半径方向中心に向かう磁気吸引力が
０となる領域である。具体的には半径方向の磁界および
接線方向の磁界をいずれも０とすることにより磁気吸引
力を０とすることにより達成する。具体的には、現像剤
担持体の静電潜像保持体に対向する位置に配した磁極
と、現像剤量規制部材と現像剤担持体の対向位置または
対向位置に最も近く、かつ上流側にある磁極とが同極で
あり、両磁極間に磁極を設けないことで実現できる。ま
た、現像剤量規制部材は永久磁石または高透磁率材料で
形成する構成を具備する。

【０００７】

【発明の実施の形態】

実施例１以下、本発明の現像装置の実施の形態を図に基づいて説
明する。図１は一成分現像装置の一実施例を示し、磁性
現像剤を用いるものを示す概略断面図である。静電潜像
保持体３０は表面に負帯電系の有機感光体からなる表面
層を有する光導電性ドラムである。静電潜像保持体３０
は帯電手段（図示せず）により一様に帯電された後、像
光が照射されることにより、静電電位の差による潜像が
形成される。静電潜像が形成されたときの表面電位は、
例えば画像部で−１００Ｖ、背景部で−３６０Ｖとする
ことができる。

【０００８】現像剤担持体５０は上記静電潜像保持体３
０と対向して設けられ、磁石シャフト５５の回りを回転
自在に配設されたスリーブ５３が回転することによっ
て、表面に付着した現像剤を搬送することができるもの
である。現像剤担持体５０は静電潜像保持体３０との近
接位置（現像領域）Ａで、間隙が２００μｍから３５０
μｍ程度となるように設定されている。現像剤担持体５
０には高圧交流電源５７および直流電源５９が連絡して
おり、現像剤担持体５０にバイアス電圧である直流重畳
交流電源が印加される。このバイアス電圧は、例えば交
流成分の周波数が２．４ＫＨＺ，ピークツーピーク電圧
が２０００Ｖ、直流成分が−２５０Ｖとすることができ
る。また、直流成分のみを印加しても良い。

【０００９】そして、現像剤担持体５０と静電潜像保持
体３０とが近接する現像領域Ａで、静電潜像保持体３０
表面の感光体層下にあって接地された電極との間に交番
電界が生じるようになっている。ホッパー６０内には現
像剤担持体５０に供給する磁性一成分現像剤６６が貯留
されている。さらに、ホッパー６０は現像剤担持体５０
をほぼ収容するとともに、静電潜像保持体３０に向かっ
て開口する部分で現像剤担持体５０の表面を露出して、
現像剤担持体５０と静電潜像保持体３０とが近接する現
像領域Ａを形成するように配置される。

【００１０】現像剤担持体５０はスリーブ５３と磁気シ
ャフト５５で構成されている。スリーブ５３はステンレ
ス素管、アルミ素管、またはこれらに樹脂コート処理や
メッキ処理を施したもの、アルマイト処理したものなど
が使用される。本実施例ではスリーブ５３は表面粗さＲ
ａ＝０．２ｕｍのステンレス素管を用いた。磁気シャフ
ト５５は複数の磁石が周面に沿って配列され、回転しな
いように固定して支持されている。複数の磁石の配置は
現像剤担持体５０と静電潜像保持体３０とが対向する位
置に第１Ｎ極５５０、現像剤担持体５０と現像剤量規制
部材７０とが対向する位置に近接した上流側に第２のＮ
極５５１と、第２のＮ極５５１よりさらに上流側に第１
のＳ極５５３となっている。第１のＮ極５５０、第２の
Ｎ極５５１、第１のＳ極５５３の半径方向磁束密度はそ
れぞれ８０ｍＴ，５３ｍＴ，９０ｍＴである。第１のＮ
極５０と第２のＮ極５５１との磁極間角度は１９０°、
第２のＮ極５５１と第１のＳ極５５３との磁極間角度は
９０°となっている。

【００１１】これにより形成される磁気シャフト５５の
磁束密度パターンを図３により説明する。同極である第
１のＮ極５０と第２のＮ極５５１との間には、半径方
向、接線方向ともに磁束密度が０となる部分αがある。
この部分で磁性現像剤に対する磁気的搬送力は０とな
り、実質的に現像剤の搬送力がなくなる。

【００１２】次に、現像剤担持体５０と現像剤量規制部
材７０の配設関係を図２を参照して説明する。現像剤量
規制部材７０はその長手方向に垂直な断面において、現
像剤担持体５０と対向する面の幅ａが５ｍｍ、他の面の
幅ｂが６ｍｍとした、ストロンチウムフェライト焼結の
永久磁石で構成される。磁極は現像剤担持体５０と対向
する面に磁束密度９０ｍＴのＳ極が形成され、その裏側
の面には磁束密度９０ｍＴのＮ極が形成されている。ま
た、各磁極の配設位置と現像剤量規制部材７０の配設位
置との関係は、第１のＮ極５５０と現像剤担持体中心と
を結ぶ直線ｍの延長線上に現像剤量規制部材７０と現像
剤担持体５０との対向位置を設定し、現像剤量規制部材
７０と現像剤担持体５０との間隔Ｌは１．０ｍｍに設定
されている。この実施例では第２のＮ極５５１は線ｍに
対して角度θ＝１０°の位置に配設している。すなわ
ち、現像剤量規制部材７０と現像剤担持体５０との対向
位置は第２のＮ極５５１よりも１０°下流側となる。現
像剤量規制部材７０は永久磁石の代わりに同じ形状の高
透磁率材料を用いても良いが、この場合は現像剤量規制
部材７０と第２のＮ極５５１を対向させること、現像剤
量規制部材７０と現像剤担持体５０との間隔を０．５ｍ
ｍ程度に設定することが必要になる。

【００１３】次に、現像剤担持体５０の層形成を説明す
る。ホッパー６０から現像剤担持体５０に供給された現
像剤は、第２のＮ極５５１、第１のＳ極５５３による磁
気吸引力で現像剤担持体５０に吸着され、現像剤量規制
部材７０と現像剤担持体５０との対向位置まで搬送され
る。現像剤量規制部材７０と現像剤担持体５０との間で
形成される磁界と、現像剤担持体５０が現像剤量規制部
材７０より下流側部分、第２のＮ極５５１と第１のＮ極
５５０との間で、磁力が０となる現像剤の磁気的搬送力
を持たない部分との間で、大部分の現像剤６６はせきと
められる。そして、現像剤量規制部材７０と現像剤担持
体５０との対向位置を通過した現像剤６６Ｔは、スリー
ブ５３との付着力が、現像剤量規制部材７０と現像剤担
持体５０との間の磁気的拘束力よりも強いものだけに限
られる。現像剤とスリーブ５３との付着力は現像剤の帯
電量でほぼ決まるため、現像剤量規制部材７０と現像剤
担持体５０との対向位置を通過し磁気的搬送量が実質的
に無くなっている点ａを通って、現像剤担持体５０と静
電潜像保持体３０とが対向する現像領域Ａまで搬送され
た現像剤の搬送は、現像剤の帯電量が支配的となる。従
って、現像領域Ａに搬送された現像剤は現像に十分な帯
電量を有している。

【００１４】ここで、現像剤担持体と現像剤規制部材と
の間隔Ｌの中心値設定を０とし、中心値からの間隔Ｌの
増加分（バラツキ）に対する現像剤の搬送量の変化を図
４に示す。このグラフは本発明の現像装置を直線で示
し、従来の現像装置を破線で示している。直線で示すこ
の実施例による現像装置は、現像剤量規制部材７０と現
像剤担持体５０との間隔Ｌの変化が０．１ｍｍまでは搬
送量に変化があったが、それ以上の間隔Ｌの変化に対し
ては、現像剤の搬送量が変化していない。すなわち、こ
の構成の現像装置は現像剤の搬送量は現像剤量規制部材
７０と現像剤担持体５０との間隔に左右されることがな
いので、現像剤量規制部材７０と現像剤担持体５０との
間隔や寸法精度を必要とせず、現像剤担持体５０と現像
剤規制部材７０の部品精度や、組立て精度を必要としな
いことが判明した。ここで、現像剤として平均粒径７ｕ
ｍ、磁性粉量５０ｗｔ％の磁性一成分現像剤を用い、通
常環境、気温２３°Ｃ、湿度５３％ＲＨの下で、現像剤
担持体５０上の現像剤搬送量を測定したところ、現像剤
量０．９ｍｇ／ｃｍ²、帯電量は−８ｕＣ／ｇであっ
た。

【００１５】このように構成する現像剤量規制部材７０
と現像剤担持体５０との対向位置を通過した現像剤は、
現像剤担持体５０の回転により現像領域Ａに搬送され、
現像剤担持体５０と静電潜像保持体３０との間隙に生じ
ている交番電界内で、適度な電荷を有する多くの現像剤
粒子が飛翔し往復運動をする。またこの往復運動によっ
て現像剤の粒子同志が衝突し現像剤全体がクラウド状と
なる。この現像剤のクラウドは、バイアス電圧の直流成
分によって静電潜像保持体上の潜像部分に引き寄せられ
て現像が終了する。この現像装置を画像形成装置に装着
して画像状態を調べたところ、濃度、カブリともに良好
な画像が得られた。

【００１６】また、実験用現像器駆動装置にて本発明の
現像装置と、現像剤規制部材が現像剤担持体に接触して
配設される従来の現像装置との維持性をテストした。そ
の結果を表１に示す。

【表１】スリーブにＳＵＳ製管、フェライト永久磁石を現像剤担
持体に非接触に配設した現像装置は現像剤担持体を３０
０万回転した後においても、現像剤搬送量および現像剤
帯電量には変化なく、現像剤担持体５０上の現像剤層に
も筋、ムラなどの欠陥は認められなかった。それに対し
て、従来の現像剤量規制部材接触方式との現像装置はブ
レード摩耗による帯電低下、層形成筋の発生がみられ
た。さらに、現像器の駆動トルクは従来の現像剤量規制
部材接触方式の装置の駆動トルクが３．５Ｋｇ／ｃｍで
あったのに対して、本発明の現像装置は２．３Ｋｇ／ｃ
ｍに低減できた。

【００１７】以上説明したように、この現像装置は現像
剤量規制部材７０より下流側の現像剤担持体５０表面の
現像剤の搬送力を、現像剤の帯電による鏡像力に依存
し、現像剤搬送に対する磁気吸引力の寄与をなくしてい
る。このため、現像剤担持体５０表面には現像剤帯電量
で規制された均一な現像剤層が形成される。また、現像
剤量規制部材７０と現像剤担持体５０表面は非接触であ
るので、現像剤規制部剤７０および現像剤担持体５０の
磨耗による性能劣化、現像剤規制部材７０と現像剤担持
体５０との間で現像剤の詰まり、摺察による現像剤劣化
が発生せず、駆動トルクの低下が実現する。また、現像
剤量規制部材７０より下流側では磁気的な搬送力によら
ない、鏡像力およびファンデルワールス力による搬送の
ため、搬送力は現像担持体５０の表面近傍に限られる。
従って、現像剤量規制部材７０と現像剤担持体５０表面
との間隔が必要以上に大きくなっても一定以上に搬送量
が増加することがなく、結果的に現像剤量規制部材７０
と現像剤担持体５０表面との間隔Ｌの変動に対して影響
を受けにくく、間隔寸法に高い精度を必要としない。

【００１８】その他の実施の形態を示す（図５参照）。
この実施例は、現像剤担持体５００の内側に配設される
磁気シャフト６００の複数の磁石として、現像剤担持体
５００と静電潜像保持帯３０とが対向する位置に配設す
るＮ極６５０と、Ｎ極６５０の下流側に配設するＳ極６
６０の２極としている。Ｎ極６５０とＳ極６６０との磁
極間角度は７０°〜１３０°の間で設定される。現像剤
量規制部材７００は永久磁石からなり、現像剤担持体５
００と対向する面にＮ極を形成している。現像剤担持体
５０と現像剤量規制部材７０との間隔は１ｍｍに設定さ
れている。このような構成とした場合も、現像剤担持体
５００と現像剤量規制部材７００との間で磁気的な搬送
力がほとんど発生しないため、現像剤担持体５００と現
像剤量規制部材７００との対向位置を通過して現像領域
Ａに搬送される現像剤は現像に十分な帯電量を有してい
る現像剤のみとなる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の一成分現像
装置では、現像剤担持体と非接触に対向し、現像剤貯蔵
部より下流側に配置された現像剤担持体上の現像剤量を
規制する規制部材と、現像剤量規制領域より下流側で、
かつ現像剤担持体の静電潜像保持体に対向する位置より
も上流側に現像剤担持体上現像剤の磁気的な搬送力が実
質的に０となる領域を有するように固定磁極を配置する
ことで、現像剤担持体および現像剤量規制部材を磨耗さ
せることなく維持性に優れるとともに、低駆動トルク、
かつ現像剤担持体と現像剤量規制部材の間隔に精度を必
要をしない現像装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を用いた画像形成装置の要
部説明巣。

【図２】現像剤量規制部材配設部分の説明図。

【図３】現像剤担持体の磁気パターンを示すグラフ。

【図４】現像剤担持体と規制部材との間隔寸法の変化
による現像剤の搬送量の変化を示すグラフ。

【図５】他の現像装置の実施例を示す説明図。

【図６】従来の現像装置の構成説明図。

【図７】従来の現像装置の構成説明図。

【符号の説明】

３０静電潜像保持体、５０現像剤担持体、５３
スリーブ、５５磁気シャフト、５７高圧交流電
源、５９直流電源、６０ホッパー、６６一成
分磁性現像剤、７０現像剤量規制部材、５５０
Ｎ極、５５１Ｎ極、５５３Ｓ極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体表面に薄層形成された正ま
たは負に帯電した一成分現像剤を電界によって静電潜像
保持体に現像する磁性一成分現像装置において、複数の磁極を内装し、現像剤を磁気的に表面に吸着して
搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に対向して配設
され、現像剤担持体上の現像剤量を現像剤量規制領域に
おいて規制する規制部材とを備え、現像剤量規制部材は
現像剤担持体に非接触に配設されると共に、現像剤量規
制領域に最も近くに配設される現像剤担持体の固定磁極
は、現像剤量規制領域下流側でかつ現像剤担持体の静電
潜像保持体に対向する位置よりも上流側に、現像剤担持
体上の現像剤の磁気的な搬送力が実質的になくなる領域
を形成するように配置されてなる現像装置。
【請求項２】現像剤担持体は静電潜像保持体に対向す
る位置に配設される固定磁極と、現像剤量規制領域に最
も近くに配設される現像剤担持体の固定磁極は同極で構
成すると共に、現像剤量規制領域に最も近くに配設され
る現像剤担持体の固定磁極の下流側であって現像剤担持
体は静電潜像保持体に対向する位置に配設される固定磁
極との間には磁極が存在しないよう構成されてなる請求
項１記載の現像装置。
【請求項３】現像剤量規制領域に最も近くに配設され
る現像剤担持体の固定磁極は現像剤量規制部材に対向す
る位置より上流側に配設されてなる請求項１記載の現像
装置。
【請求項４】現像剤量規制部材は永久磁石である請求
項１記載の現像装置。
【請求項５】現像剤担持体表面に薄層形成された正ま
たは負に帯電した一成分現像剤を電界によって静電潜像
保持体に現像する磁性一成分現像装置において、複数の磁極を内装し、現像剤を磁気的に表面に吸着して
搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に対向して配設
される高透磁率材料よりなる現像剤規制部材とを備え、
高透磁率材料よりなる現像剤規制部材は現像剤担持体に
非接触に配設されると共に、現像剤規制部材に対向した
位置に現像剤担持体の固定磁極を設け、現像剤規制部材
より下流側でかつ現像剤担持体の静電潜像保持体に対向
する位置よりも上流側に、現像剤担持体上の現像剤の磁
気的な搬送力が実質的になくなる領域を形成する現像装
置。