JPS5855377Y2 - 磁気ブラシ現像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電子複写機に於ける現像装置、さらに詳しく
は高速複写機に適した多本ロール現像装置に関するもの
である。

電子複写機をより高速化し、しかも良い複写品質を維持
することは今日の複写機に於いて重要なる課題であるが
、従来の高速複写機に対する磁気ブラシ現像機には大別
して２つの種類がある。

１つは現像ロールドして４〜５本を用いて現像剤を一同
に搬送して現像する多本現像ロールシステムであり、（
第１ａ図参照）他の１つは１本の磁気ロールを用いる一
本現像ロールシステムである。

（第１図す参照）多本現像ロールシステムは高い現像性
能が得られることにより、使用トナー含有率が下げられ
、又ロール回転数の低下が可能となることにより、トナ
ークラウド、現像剤こぼれを減少させるだけでなく優れ
たコピー質と安定性が得られる。

しかし、このような多本ロールシステムは拶械の製造コ
ストが高くなるばかりでなく、現像機のスペースや重量
の点で複写機設計に大きな問題となった。

一方、高速機への一本ロールの適用の場合は、第２図（
図中ＴＣはトナー含有率である）に示す通り、像濃度の
再現性を向上させるた為に使用トナー含有率は高くなり
、しかも現像ロールの感材に対する周速比（スピード比
）が大となり、特に高速複写機ではこれによるトナー、
現像剤の飛散が問題となった。

高いスピード比はコピーの画質に対しても、また広面積
の端部の現像不良（低濃度）や線画の再現性に対しても
悪い影響を及ぼすものであった。

これらの問題を改良する為に２本のロールを用いる現像
方式もあるが、２本程度使用したのでは充分に満足な性
能が得られないという欠点があった。

本考案者らは従来のシステムとは異る新しい現像システ
ムを導入することによって数少いロール本数で低いトナ
ー含有率と低いスピード比を可能とする、トナークラウ
ド、現像剤こぼれの少ない高品質のコピーる得る現像装
置の開発を図った。

本考案は２本の現像ロールが上下関係を有して潜像保持
表面に対向して設けられているセンターフィード型現像
装置において、上位置の現像ロール反問現像を行う方向
に、下位置の現像ロールは俗間現像を行う方向にそれぞ
れ回転し、かつ下位置の現像ロールの磁気吸引力を上位
置の現像ロールの磁気吸引よりも大きくしたことを特徴
とする磁気ブラシ現像装置を提供するものである。

この磁気ブラシ現像装置では、２本の現像ロール間の現
像剤が外側（現像開口側）に向けて搬送されるセンター
フィールド現像システムを採用しており、２００ ｍｍ
／ｓｅｃ以上のプロセススピードを有する複高速複写機
に適している。

この２本の現像ロールに現像剤が安定供給されること及
び現像ロールの回転による現像剤の飛散を最小限におさ
えることは重要な問題点であり、本考案は特に飛散防止
に適した磁気ブラシ現像装置を提供するものである。

本考案の現像装置を第３図に基づいて説明する。

現像容器内の現像剤溜め部から離隔して、且つ現像開口
部に静電潜像保持ドラム表面とある間隙をもって、２本
の現像ロール１１．２１が間隔を置いて設けられている
。

現像ロールを構成する磁石１２、２２は固定されており
、下方の磁石１２の磁気引力は上方の磁石２２の磁気吸
引力よりも大きくなっていて、これを包むシリンダー１
３．２３は駆動機構によって互いに反対方向でしかもシ
リンダー表面に磁気吸引された現像剤が両シリンダー間
を現像開口に向って流れるように回転させられる。

これ等現像ロールは現像容器内の底部又は奥部に溜った
現像剤に直接接触せず、適量の現像剤を溜め部から一方
の現像ロールに供給する手段が具備されている。

例えば現像剤溜め部に一部埋没したパドルロール３１に
よって現像剤を下の位置にある現像ロール１１に供給す
ると、固定磁石１２の磁場によってＡ部で吸引しシリン
ダーの回転とともに反時計方向に搬送していく。

現像ロール１１により搬送された現像剤をＢの位置にて
、２本の現像ロールに必要な現像剤量に規制する第１の
流量制御手段であるところのトリマー４１によって調整
する。

必要以上の現像剤は除去されもどし板１０２を通って溜
め部分にもどる。

更に現像ロール１１の回転に伴い現像剤を２本の現像ロ
ール間へ搬送し、０部において、現像剤の流れを２分割
する第２の流量制御手段であるところのトリマー５１に
よって各の現像ロールに付着する現像剤の量を制御する
。

トリマー５１とシリンダー１３との間隙の大小によって
下位置の現像ロール１１へ付着する現像剤量が決まり、
残りの現像剤は上位置の現像ロール２１の磁石２２で吸
引されて時計方向に搬送されていく。

それぞれの現像ロールの回転により、現像剤は現像領域
で潜像を顕像化した後、現像ロールがら剥離し、剥離し
た現像剤はもどし板１０１．１０３を通って溜め部分に
もどる。

尚もどし板１０１．１０２．１０３は第３−ｂ、３−
ｃ図のごとく案内板すまたはＣを備えたミキシング性能
を有しているものであれば更によい。

本考案によれば、下位置の現像ロールの現像剤の搬送力
及び飛散防止を高めるために、下位置の現像ロールの磁
気吸引力より高くする。

即ち、上部磁石に比べ下部磁石の磁力を高く設計するこ
とにより、現像剤のこぼれを減少させることが出来る。

磁力の向上は同一形状の場合であれば素材の性能（一般
にＢＨＭＡＸで表す）を高くし、同一素材の場合にはロ
ール表面で高い磁力を得られるような磁石配置又は形状
にすることによって実施出来る。

これによって上部現像ロールは比較的低い磁気特性でコ
ストを低下させても現像剤の飛散は下部現像ロールの高
い磁気吸引力によって問題はなく、現像システムとして
のメリットは大きい。

上部現像ロールの磁気吸引力が弱くて現像剤がロールか
ら剥れて飛散し落下しても該落下現像剤は下部現像ロー
ルでとらえることができる。

尚センターフィード現像システムにおいて、２つの現像
ロールのうち潜像に対して先に現像剤が接触し、現像を
行う現像ロールは感材の回転方向に対して常に反問現像
（Ａｇａｉｎｓｔ Ｍｏｄｅ）を行うものであり、感
材と現像剤の流れ方向は逆である。

又後に現像剤が潜像に接触し、現像を行う現像ロールは
感材の回転方向に対して常に俗間現像（Ｗｉｔｈ Ｍ
ｏｄｅ） を行うものである。

本考案の現像装置は従来の現像システムに比べて多くの
利点を持っている。

すなわち、俗間現像および反問現像における現像特性を
示す第４図（プロセススピード５００ ｍｍ／５ｅｃ）
のグラフがられかるように、従来の一方向フィードシス
テムに於ける反問現像は高い現像性能を有しているが、
感材の出口側に新しい現像剤が衝突する為に特に高速複
写機ではトナークラウドが背景汚れの原因となり、又現
像剤流れ状態が画質に対して大きく影響するので現像機
の設計パラメーターに対して画質が影響を受は易く画質
が不安定である。

一方、借問現像は感材の出口側では現像が終了している
ので前述の如く背景汚れの問題は少く、画質は設定パラ
メーターの影響を受けにくく安定している。

しかし、借問現像では現像剤の潜像に接触する量は反問
現像に比べて少く、従って反問現像に比べて現像能力は
低い。

又広面積像の再現に対して反問現像は像の先端の現像不
良（低い広面現像濃度）と像の後部近接背景部の汚れ（
背景濃度の増大）が生じ易く、又借問現像のみの現像シ
ステムでは広面積像の後端の現像不良と先端近部背景部
の汚れを生じる。

この理由は潜像のスピードと現像剤のスピードが大きく
異るとき潜像部と背景部に於ける電界の急激な方向の変
換に対応してトナーの移行が行えず過渡現像として現像
不良や背景現像が生じることから説明される。

上記の不利益は本考案の現像装置によって回避される。

これは先の現像ロールが反問現像で充分な現像を行い、
しかも広面積像の先端現像不良や後部カブリが生じても
借問現像によって背景汚れを除去し、広面積像の再現の
不均一性修正をするためであり、又画線部の再現性に対
しても反問現像で高濃度現像し、借問現像で現像剤の流
れ方向に対する直角成分の線画の再現性を改善している
ためである。

更に １ 反問現像ロールの周速の、感材移動速度に対するス
ピード比が１．４〜２．４のとき俗間現像ロールのスピ
ード比が１゜２〜２．０となるよう反問現像ロールの周
速を高くするとか、 ２ 反問ロールと感材との間隙（ＤＲ３）が１．２〜４
゜０ｍｍのとき、俗間現像ロールのＤＲ３が１．５〜５
．０ｍｍとなるよう反問現像ロールのＤＲ３を狭くする
とか、 ３ 反問現像ロールの現像剤付着量が０．４〜１．０ｇ
／ｃｍ□のとき俗間現像ロールの現像剤付着量が０．２
〜０．８ｇ／ａｍ”となるよう反問現像ロールの現像剤
付着量を大きくするとか、 ４ 反問現像ロールの印加バイアス電圧を俗間現像ロー
ルのそれよりも工０〜１００■低くすること等によって
反問現像ロールの現像性能をより高くすることも又本考
案の利点を増大するものである。

本考案の現像装置の示すこのような高い現像性能によっ
て本考案のセンターフィード現像システムではロールの
回転数を下げしかもトナー含有率を下げることが出来る
。

具体的にトナー含有率が２％以下でロールスピード比を
１．８以下に設計することができる。

我々のテスト結果によると一本ロールシステムに於ける
ロールスピードは感材のスピードに対して２倍以上（ス
ピード比が２以上を意味する）必要でありトナー含有率
は２％以上を必要とした。

しかしながら本考案の現像装置を活用することにより同
一潜像、同一消耗品で比較してスピードを１．６以下、
トナー含有率を１％以下にすることに成功した。

このようなスピード比やトナー含有率は前述の多本ロー
７４〜５本のときの現像能力に相当するものであり、従
って本考案によれば少いロール本数つまり低コスト、低
重量、小スペースで極めて高い性能の現像機を得ること
が可能となった。

トナー含有量とスピード比のトナークラウド発生に及は
゛す影響を第５図に示す。

図においてトナークラウドは機外に出たトナー量につい
ての相対重量で表わした。

またＶｒはスピード比である。第５図かられかるように
、従来の３〜４％のトナー含有率３〜４％、２〜３のス
ピード比２〜３の一本のロール現像機に於けるトナーク
ラウドに比べ、本考案の現像装置ではこれらの値を著し
く改善出来ることが解る。

又現像剤のこぼれは実験的にロール周速の２乗に比例し
て増大するのでスピード比の低減は現像工程における大
きなメリットである。

すなわち、第５図においてζ、＋−９部分は従来の一本
のロール現像の場合のトナークラウド発生領域を示し、
０部分は本発明による現像による場合のトナークラウド
発生領域を示す。

又、先に述べた通り、本考案においては反問現像と借問
現像との両者の長所が相殺なれることなく取り入れられ
るており、広面積部の再現性は反問と借問の両方式で行
われる結果常に均一であり、線画のコピーに対しても良
い結果を示す。

これは第６図の如く、１本現像ロールシステムでは広面
積像（濃度０．７：実線）に対してはスピード比を上げ
ることが必要で（例えば２．５）、その為に線画像（濃
度０．７：点線、濃度０．３：鎖線）再現は悪い影響を
受けているのに対し、本考案の装置では低いスピード比
（例えば１．５）でも広面積像再現性を向上させること
ができ、かつ画線部再現性が均一で向上することからも
判る。

本考案の現像装置によるこれらのトナークラウドや現像
剤飛散の防止、コピー質の向上の結果は一本現像ロール
システムに比べて非常に著しいものがあり、しかも、多
数本現像ロールにしたことによる現像剤の劣化もなく、
コスト、スペース、重量の増大という欠点を充分に補償
するものである。

【図面の簡単な説明】 第１ａ図は従来の多本ロール現像システムの例を示し、
第１ｂ図は従来の一本ロール現像システムの例を示し、
第２図は一本ロールに於けるロールスピード、トナー含
有率と広面積像濃度との関係を示すグラフであり、第３
図ａ、 ｌ）およびＣは本考案の実施例を示す図であり
り、第４図は俗間現像に於ける現像特性を示すグラフで
あり、第５図はトナー含有率と磁気ロールスピード比に
対するトナークラウドとの関係を示すグラフであり、第
６図はスピード比とコピー質との関係を示すグラフであ
る。 図中符号、１・・・現像容器、２・・・パケットコンベ
ア、３・・・現像剤、４．１１．２１・・・磁気ロール
、５・・・感材、６・・・潜像、７，３１・・・パドル
ロール、１２．２２・・・現像磁石、１３．２３・・・
シリンダー、１０１．１０２．１０３・・・クロスミキ
サー、４１．５１・・・トリマー、６１・・件ナーデイ
スペンサー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２本の現像ロールが上下関係を有して潜像保持表面に対
   向して設けられているセンターフィード型現像装置にお
   いて、上位置の現像ロールは反問現像を行う方向に、下
   位置の現像ロールは俗間現像を行う方向にそれぞれ回転
   し、かつ下位置の現像ロールの磁気吸引力を上位置の現
   像ロールの磁気吸引力よりも犬きくしたことを特徴とす
   る磁気ブラシ現像装置。