JPS6068364A - 静電写真現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ｇＩ！形成面上の静電潜像を現像する静電
写真現像装置に関する。本装置は、ハウジング内に装着
され、トナー粒子と磁化可能なキャリア粒子から成る現
像材を静電潜像へ与えるように配置された少くとも１個
の磁気ブラシ現像ロールを含む。像形成面は現像ロール
を通り過ぎるように可動に配置され、ハウジングが像形
成面と共に実質上閉じた容積を形成し、−ウジングのシ
ール縁が１個又は複数の現像ロールのいずれもの側で像
形成面に対し近接して離間されている。

（従来技術） 静電写真現像用の磁気ブラシ現像系は周知で。

一般に磁気的に吸引可能々キャリア粒子とこれらへ摩擦
電気的に付着するトナー粒子から成る２成分現倫材を用
いている。現像材は、通常セレン等光導電性の縁縁材で
形成される像形成面上の静電潜像と接触させられ、トナ
ー粒子がキャリア粒子から静電潜像の帯電部分へと引き
つけられる。現像材を像形成面上の潜像と現像接触させ
るために。

磁気ブラシロールが使われる。ロールは一般にアルミニ
ウム等磁気的に透明な円筒状殻の形状で、これが固定さ
れた１組の磁石の内凹に回転自在に装着される。各磁石
から生ずる磁場線が、磁気的に吸引可能なキャリア粒子
をブラシの剛毛と似た形に整列させる。円筒状殻が回転
すると、それら剛毛が連続的に崩れて再形成され、動作
時磁気ブラシロールはトナー粒子を像形成上へブラシで
なでつけるような回転ブラシ効果を発揮する。

このような現像系における重大な問題は、ハウジング内
に現像材を閉じ込めることである。１個又は複数の磁気
ブラシ現像ロールを像形成面が通り過ぎるためには、勿
論像形成面とこれに当接する現像器ハウジングの端縁間
に少くともある程度のギャップが存在しなければならな
い。ギャップが小さいほど、現像材を閉じ込める現像器
ハウジングの能力は明らかに高まるが、非常に小さいギ
ャップは次のような問題を引き起す。第１に、関連部品
の寸法ｆｆ１度が極めて高くなければならず、製造上の
公差範囲が狭くなる。これは系のコストも上昇させる。

第２に、現像材の粒子がハウジングの端縁と受光体の間
に詰まり、受光体を引っかくことによって、受光体が損
傷を受ける問題がある。これらの問題はハウジングの端
縁と受光体の間に大きなギャップを設けることによって
軽減されるが、反面これは勿論現像材が洩れる機会を大
きくする。こうした洩れは重大な結果をもたらす：つま
シ洩れたトナー粒子が装置内のあらゆる表面上に付着し
、光学系の汚れやコロトロンの効率低下という問題を生
ずる。キャリア粒子の洩れは、それらが通常金属粒子で
、装置に重大な機械的損傷を与えるため、更に深刻であ
る。

この問題を解決する周知の１つの方法は、シール機構と
して磁気ブラシを用いることである。この方法では、固
定の磁気ブラシが受光体と当接するハウジングの前縁に
沿って形成され、ブラシの剛毛がキャリア粒子を集めて
グラシシールヲ構成する。この形のシールは一定の状況
下で充分良好に機能するが、ハウジングのシール縁に隣
接した現像ロールが粒子を直接シールへ投げつけるよう
な方向に回転する場合には、投げつけ粒子がブラシを乱
し、一部の粒子をハウジングから洩らしてしまうため、
磁気ブラシロールは完全に満足し得るものでない。

（発明の目的及び構成） 本発明の目的は、上記の問題全解消した静電写真現像装
置を提供することにあり、本発明の装置は、ハウジング
がその少くとも１つのシール縁に隣接して、磁気ブラシ
現像ロールによって運ばれるキャリア粒子にシール縁の
近傍におりて作用し、キャリア粒子が磁気片へ磁気的に
付着することなくキャリア粒子をハウジング内に閉じ込
めるような磁Ｓを与えるように配置された磁気片を有す
ることを特徴とする。

このような磁気シール片を設けることにより。

は妬全く現像器ハウジングから現像材が失われず、しか
もシールにおける粒子の詰まりにょる損傷の恐れを事実
上取除いて、はｙ完全なシールの得られることが認めら
れた。

以下本発明による静電現傷装置を、添付の図面を参照し
ながら一例として説明する。

（発明の実施例） まず第１図を参照すると、本発明を組込んだゼログラフ
ィツク（静電写真式）複写装置が示しである。この複写
装ｆけ、回転自在（第１図において時計方向）に装着さ
れた受光体ドラム１　’ｉｉｌミ、ドラムの光導電性像
形成面を次の一連のゼログラフィツク処理ステーション
へ順次搬送する：帯電ステーション２、像形成ステーシ
ョン３．現像ステーション４．転写ステーション５及び
清掃ステーション６゜ 帯電ステーション２は、受光体上に一様な静電荷を形成
するコロトロンから成る。複写すべき原稿はプラテン（
原稿台）１３上に置かれ、移動する光走査系によって走
査されて、流動光像ヲケラム上の３に生じる。光像が像
の形状に応じて受光体を選択的に放電させ、これによっ
て対象物の静電潜像がドラムの表面上に与えられる。現
像ステーション４では、静電潜像をトナー粒子と接触さ
せ、トナー粒子を受光体の帯電領域上へ付着することに
よって、静電潜像が可視像へ現像される。

用紙の切断シートがドラム表面上の像と同期して転写ス
テーション５へ移動されると共に、現像後の像が転写ス
テーション５でコピー用紙へ転写され、そこでは転写コ
ロトロン７がトナー粒子の転写を助ける電場を与える。

次いでコピー用紙がドラムｌから剥されるが、この引離
しは分離用コロトロン８から与えられる１！場で促進さ
れる。その後、現像済像を持ったコピー用紙が搬送ベル
ト系９によって定着ステーション１０へ運ばれる。

現像済像のドラムからの転写後、通常一部のトナー粒子
がドラム上に残っており、これらは清掃ステーション６
で除去される。清掃後、ドラム上に残っている静電荷が
消去用コロトロン１１によって完全に取り除かれる。こ
れで受光体は、次の複写サイクルの第１ステツプとして
、帯電用コロトロン２により再び帯電されるべき準備を
完了する。

像形成ステーション３での光像は、光学系１２によって
形成される。複写すべき原稿（図示？）はプラテン１３
上に置かれ、鏡１６を保持する走査可動台１５上に装着
されたランプ１４で照明される。鏡１６は、全速及び半
速走査系の全速走査鏡である。全速走査鏡１６は複写す
べき原稿の帯状像を、半速走査鏡１７へ反射する。像は
レンズ１８でドラムｌ上に収束され、その途中固定鏡１
９で偏向される。動作時、全速鏡１６とランプ１４は定
速で装置を横切って移動する一方、これと同時に半速鏡
１７ｔｉ半分の速度で同方向に移動する。走査の終了時
、６鏡は第１図中左側の破線で示した位置にくる。６鏡
のこうした移動によって一定の光路長が保たれ、走査の
全体を通じ鮮明が焦点像をドラム上に維持する。

現像ステーション４では、磁気ブラシ現像系２０が静電
潜像を現像する。トナーが回転する発泡ロール分配ａ２
２によって、ホツノｆ−２１から現像器ハウジング２３
内へ分与される。ハウジング２３は磁気的に吸引可能な
キャリアとトナーから成る２成分現像剤混合物を内部に
含み、この混合物が３０一ル式の磁気ブラシ現像器機構
２４によりドラムｌと現像接触略せられる。

現像済像は転写ステーション５で、給紙系２５によりド
ラムへと接触される一枚のコピー用紙（図示せず）にド
ラムから転写される。各コピー用紙は２個の用紙トレイ
、つまり上方の主トレイ２６と下方の補助トレイ２７内
に収納されている。

必要に応じいずれかのトレイ中の頂部用紙が、共通の固
定位置にある給送器２８と給送接触される。

給送器２８が整合点３０における整合のため、湾曲がイ
ド２９に沿って用紙を送る。整合後、用紙は像と同期し
た関係でドラムと接触するように送られ、転写ステーシ
ョン５で像を受取る。

転写像を持つコピー用紙は真空搬送ベルト９で、加熱ロ
ール式定着器である定着器１０へと搬送される。像は定
着器の２個のロール間に挾持され、熱と圧力でコピー用
紙上に固定される。最終コピは、定着器のローラで出口
ガイド３１に沿いながら受取トレイ３２へと送られ、受
取トレイは位置ずれ式であるのが好ましい。

ドラムから゛コピー用紙への現偉済像の転写後、ドラム
表面が清掃ステーション６で清掃される。

清掃ステーションでは、ハウジング３３がドラム１と共
に密閉空所を形成し、その内部に掻落し板３４が取付け
られている。掻落し８ｉ３４が残留トナー粒子をドラム
から拭い取り、拭す取られた粒子は−・ウジングの底部
へ落下し、そこからす−ガ（ねじ錐）によって除去きれ
る。

次に第２．３図を参照すると、現像系２０は非導電性の
磁気ブラシ現像器から成り、その主要部品は上下現像ロ
ール４１，４２．単一の搬送ロール４３及びクロスミキ
サ４４である。現像剤混合物は、磁化可畦なキャリア粒
子とトナー粒子から成る。キャリア粒子は現像器ハウジ
ング３３で再循環され、一部が現像中に消費されるトナ
ー粒子はトナーホラｔ＋−２１内の供給源から補給され
、必要に応じ回転する発泡ローラ２２によってホツノ臂
−から分与される。

現像器ハウジング２３は、下方押出物４５と上方押出物
４６から成る。第２図において下方押出物４５の左側先
端４７と前方押出物４６の下側先端４８が、受光体ドラ
ムｌに隣接した開口を限定する。両押出物４５．４６は
装置前後のエンドプレート（図示せず）間に取付けられ
、全体の組体が頂部をトナーホッパー２１及び負圧室４
９によって閉じられた実質上密封の室を形成している。

ハウジング２３内に、６個の磁気ブラシロール４１．４
２及び４３が装着される。ロール４１゜４２が現像ロー
ルで、上側現像ロール４１の上方に位置するロール４３
が搬送ロールである。これらロール４１．４２及び４３
は、フロー成形又は押出成形されたアルミニウム又はア
ルミニウム合金製の筒体で、固定の多極ゴム磁石５１．
５２及び５３をそれぞれ取り巻いている。各磁石は、エ
ンドキャップ内の軸受を介してロール４１〜４３がそれ
を中心に回転するそれぞれの主軸の平坦部で所定位置に
保持される。

次に第３図を参照し、本発明の３０一ル式現像器機構の
動作を更に詳しく説明する。上下現像ロール４１．４２
は、矢印５４．５５で示すように１ 逆向きに回転自在に装着される。現像材は、ハウジング
３３の底部に近く且つクロスミキサ４４と隣接した取込
領域５６内で、下側現像ロール４２によって拾い上げら
れる。第３図の矢印で示すように、現偉材は下側現像ロ
ール４２のうち受光体ドラムｌから最も遠い部分で上方
へ運ばれ、下側現像ロール４２と上側現像ロール４１０
間の隙間へ至る。上側現像ロール４１は下側現像ロール
４２と逆向きに回転して−るので、下側ロールの頂部と
上側ロールの底部は同方向に、つまり受光体ドラムｌの
方向に移動している。固定磁石５１゜５２内の磁極は現
像材の流れを実質上等しい区分流へ分割するように配置
されており、一方の流れは上側現像ロール４１により受
光体表面に対して上向きに運ばれ、他方の流れは下側現
像ロール４２により受光体に対して下向きに運ばれる。

両現像ロールに近接した受光体表面上を現像材が通過す
る間、受光体上における静電潜儂の現像が、現像材中の
一部のトナー粒子が静電付着することによって生じる。

受光体上の潜像を現像した後、２ 上側現像ロール４１上の現像材は搬送ロール４３へ向か
い上向きに運ばれる。搬送ロール４３は上側現像ロール
４１と同方向に回転自在に装着され、上側現像ロール４
１の磁石５１の磁極は、その磁場が上側現像ロール４１
と搬送ロール４３間のニップで実質上消失するように配
置されているため、現像材は両ロール間のニップへ入る
のを実質上防止されている。従って、搬送ロール４３は
現像材を受光体ドラムから上方へ、ノ為つジング２３の
後方へ向かって運ぶ。搬送ロール４３内に含寸れた磁石
５３の磁場は搬送ロール４３の頂部をちょうど越えた所
で実質上消失しているので、現像材はそこで搬送ロール
から離れ、クロスミキサ４４を常時溝たしている現像材
のりデー・マ５８内へ落下する。垂下体６０が、磁気ブ
ラシロールを含むハウジング２３の領域を、クロスミキ
サ４４を含む領域から分割している。垂下体の上縁６１
が現像材をそのリザーバ５８内へと偏向させるのを助け
る一方、垂下体の下縁６２が下側現像ロール４２に隣接
した給送ギャップを限定し、このギャップを通じて領域
５６から下側現像ロール４２によって拾われる現像材が
通過する。

現像材を表わす点と添付の矢印で第３図中概略的に示し
たように、現像材は現像器ハウジング内を循環【−１別
々の２ケ所で受光体と現像接触する。

第１の現像は、受光体の移動方向と逆向きに現像材が運
ばれるとき、上側現像ロール４１の近くで生じる。第２
の現像は、受光体と同じ向きに現像材が運ばれる下側現
像ロール４２の近くで生じる。

このような２モードのそれぞれの現像で得られる異った
現像特性はその組合せにより、１個の磁気ブラシ現像ロ
ール又は同方向に回転する２個の現像ロールで得られる
現像と比べ、現像された像の品質において顕著な改善を
もたらすことが認められている。

現像中、現像材はその一部のトナー粒子を失い、この損
失は新た々トナー粒子を追加することで補われる。トナ
ー粒子の追加は、より多くのトナーが必要という要望に
応じて回動するように配置された発泡ローラ２２により
ハウジング２３の上部領域で行われ、搬送ロール４３で
リザーザ５８へと運ばれているキャリア粒子上へトナー
粉子を落下させる。

現像をハウジング２３内に含めておくため、前方押出物
４６の下側先端４８で形成されたハウジングの縁部に沿
って磁気片シール７７が設けられる。つまり、先端４８
の縁部に沿って溝又は突起が設けられ、断面矩形の磁気
片を受入れる。この磁気片は強磁性体の可読性片で、片
の所望長が先端４８の溝又は突起に接着剤で接着すれば
よい。

磁気片７７の磁極は、受光体に隣接したその面が一つの
極性となるように配置され、この極性は上側現像ロール
４１によって磁気片の方へ運ばれるキャリア粒子を反発
させるように選ばれる。同様の磁気片シール（図示せず
）ヲ、下方押出物４５の左側先端４７で形成され元ハウ
ジングの縁に沿って設けてもよい。

磁気片シールが存在しないと、上側現像ロール４１で運
ばれるキャリア粒子１％に磁気ブラシの外先端で運ばれ
る粒子は、その一部が像形成面と５ ハウジング上部の下方先端４８間に不可避的に存在する
小ギャップの方へ投出されるように粒子へ作用する半径
方向力対接線方向力の比を持つ。そしてこれを止めるも
のが存在しないと、ギャップの方へ投出されたキャリア
粒子の一部がギヤツノを通って洩れてしまう。磁気片シ
ールはキャリア粒子に作用する半径方向対接線方向の力
の比を、磁気片の近傍におけるキャリア粒子が全て磁気
ブラシから投出されずに磁気ブラシで運ばれるように変
更するものと考えられる。何故なら、磁気ブラシ現像ロ
ールの極に最も近い磁場線が磁気片の磁場によって変え
られ、それらをギャップから反らせるようにするからで
ある。この結果キャリア的子は、磁気的に磁気片へ付着
することなく−・ウジング内に閉じ込められる。

ハウジング２３の頂部にはトナーホツノｆ−２１の右側
に、負王室ハウジング４９が取付けられている。この室
の頂部出口６３が筒を介して真壁系に接続され、現像器
ハウジング内に小さい負圧を形成する。この負圧が受光
体ドラムの領域から−・１り ６ ウジングへ向かうエア流を引起し、これによってトナー
煙が・・ウジングから放出されるのを防ぎ、装置内の汚
染を減少させる。

トナー−ウジング２１は比較的高く、狭い容器で、その
頂面にはｙ水平の蓋６４を備え、蓋６４へは装置の頂部
からアクセス可能である。ハウジング２１は装置の光学
系の右側部分と適合するように形成され、その下端は発
泡ロール２２を収容するように形成されてｂる。ホッパ
ーの首部ハ発泡ロールを挾み付けるように構成され、ト
ナーをロールから離し、−・ウジフグ２３内へ落下させ
るのを助けている。ロール２２の真上に攪拌器６５が取
付けられ、ホッパー２１内のトナーがスムーズにロール
２２へと流れるようにしている。

クロスミキサ４４は垂下体６０とノーウジング２３の下
方押出物４５の間に位置し、クロスミキサの最下部が現
像剤取込み領域５６に隣接する。

クロスミキサに５列の平行な室から成り、それは、現像
ロールに最も近い列７１．中間列７２及び現像ロールか
ら最も遠い後列７３である。６列の室は分割壁から突出
した各組のベーンによって形成され、好ましい実施例に
おいてクロスミキサはアルミニウム合金の鋳造品である
のが適切な２つの構成部品から成る。前１ｔｉｌ鋳造品
７４（現像ロールに最も近い）は前方へ突出して垂下体
６０と当接するベーンと後方へ突出して後側鋳造品７６
と当接するベーンを有するのに対し、後側鋳造品７６は
後方へ突出して−・ウジング２３の下方先端４ｓと当接
するベーンだけを有する。

各列の各室は、クロスミキサの頂部に入口、底部に出口
を持つ。各室の出口は、その室の入口の垂直下方位置か
らずれている。又各列の室は、それぞれの出口が入口に
対し左側及び右側へ交互にずれるように配置される。従
って、１つの室の入口に入つ食ある量の現像材は（現像
ロールの軸と平行な方向に沿って）左側又は右側へずれ
るため、はｙ垂直々動きであるクロスミキサ頂部への磁
気プランロールによる再循環の際、現像材はクロスミキ
サを先に通過しえときに入つえ位置より左側又は右側へ
ずれたクロスミキサの頂部へと再び入る。クロスミキサ
に沿った任意の１位置において、１つの室の入口だけが
現像材を入れるのに使用可能で、各再循環時現像材が入
る次の入口は異った列に属し、列の端に達するまで現像
材は先の再循環時と同じ方向にずれるように入口と出口
が配置されている・次いでずれの方向が逆転し、現像材
は第１の組と交互する別の組の室を介して、上記と反対
の方向にずれながら再循環される。クロスミキサは常に
現像材で一杯に満たされており、従って任意の一時点で
現像材は全ての入口を通過し、現像材を左側から右側へ
且つ列から列へ及び右側から左側へ且つ列から列へ同時
に移動せしめる。

上記概略したクロスミキサーの詳細々説明Ｆ１１同出願
人による特許出願筒　号に記 されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだゼログラフィツク複写装置の
概略断面図： 第２図は第１図の装置で用いられている磁気ブラシ現像
装置の断面図： ９ 第３図は第２図に示した装置の一部の拡大断面図である
。 １・・・可動ドラム（儂形成面）、４・・・現像ステー
ション、４１・・・上側現像ロール、４２・・・下側現
像ロール、５１．５２−・固定磁石、８１．８２゜８４
．８５．８６・・・磁極。 １ ０ 図面の浄書（内容に変更なし） 〜・３ 昭和　年　月　日 １、事件（Ｄ　表示昭和５９年特許１１！第１１８０７
６号２、発明の名称　静電写真現像装置 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 名　称　ゼロックス　コーポレーション４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ハウジング内に装着され、トナー粒子と磁化可能
   なキャリア粒子から成る現像材を、可動に配置された像
   形成面上の静電潜像へ与えるように配置された少くとも
   １個の磁気ブラシ現像ロールを含み、ハウジングが像形
   成面と共に実質上閉じた容積を形成し、ハウジングのシ
   ール縁が現像ロールのいずれもの側で像形成面に対し近
   接して離間されている静電写真現像装置において、ハウ
   ジングがその少くとも１つのシール縁に隣接して配置さ
   れて磁気片を支持しており、該磁気片が、磁気ブラシ現
   像ロールによって運ばれるキャリア粒子にシール縁の近
   傍におりて作用し、キャリア粒子が磁気片へ磁気的に付
   着するとと々〈キャリア粒子を−ウジング内に閉じ込め
   るような磁場を与えるように配置されたことを特徴とす
   る装置。 ２゜　前記磁気ブラシ現像ロールがロールの円周方向に
   離間した複数の磁極を有する固定磁石を含み、前記磁気
   片の磁極が磁石の最も近い磁極の場線をシール縁から遠
   去ける方向へ反らすように位置された特許請求の範囲第
   １項の装置。 ５．２個の磁気ブラシ現像ロールを含み、ハウジングが
   各シール縁に隣接してそれぞれ１個の磁気片を有する特
   許請求の範囲第１又は２項の装置。