JP2003295616A - 現像装置および静電記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長期的に高濃度印刷を行え、かつ解像度が高
く、キャリア付着のない小型で低コストな現像装置およ
び静電記録装置を提供する。 【解決手段】静電潜像を保持した像担持体に現像剤を供
給し、像担持体上にトナー像を形成する現像装置におい
て、像担持体の表面に対向させて設けられた現像磁極
と、現像磁極と反対の極性を有する２つの磁極を隣り合
わせにして設けてなる搬送磁極とを含むマグネットロー
ラと、マグネットローラの外周上で回転可能に設けら
れ、その周方向においてＮ極とＳ極とが交互に着磁され
たマグネットを有するスリーブローラとを備えた現像ロ
ーラを有するとともに、前記搬送磁極により、現像磁極
を通過後の現像剤をスリーブローラから剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像装置およびレ
ーザプリンタや複写機などの静電記録装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図３に従来例となる静電記録装置の一例
を示す。現像装置４は、像担持体である感光体１の表面
と対向させて設けられた現像ローラ３１と、現像ローラ
３１に現像剤２０を搬送する搬送ローラ４５と、搬送ロ
ーラ４５から現像ローラ３１に受け渡された現像剤の量
を一定量に規制する規制部材３３とを有している。

【０００３】感光体１は帯電装置２により均一に帯電さ
れた後、露光装置３により画像情報に応じた像露光が行
われ、感光体１上に静電潜像が形成される。静電潜像を
保持した感光体１は、現像領域４０において現像ローラ
３１上のトナー２１とキャリア２５が形成する現像剤磁
気ブラシによって摺擦されることで感光体１にトナーが
供給され、静電潜像がトナー像として現像される。

【０００４】次いで、感光体１上に形成されたトナー像
は転写装置７により記録媒体８に転写される。トナー像
を保持した記録媒体８は定着装置９を通過する際に熱と
圧力を加えられトナーが溶融固着し記録媒体８に定着さ
れる。一方、転写部を通過した後に感光体１上に残留し
たトナーや紙粉等の異物はクリーニング装置１１によっ
て感光体１から分離除去され回収される。

【０００５】現像装置４内には、固定されたマグネット
ローラ３０と、その外周において回転可能なスリーブロ
ーラ３２とを備えた現像ローラ３１が、規制部材３３を
挟んで対向して配置されている。現像ローラ３１ではス
リーブローラ３２が図示の時計方向つまり、現像領域４
０で現像剤２０が、感光体１の回転方向と同方向に移動
するよう回転する（以下、「順回転」と称する）。

【０００６】図示しない撹拌部で撹拌され現像ローラ３
１近傍まで搬送された現像剤２０は、現像ローラ３１内
部のマグネットローラ３０のＮ１極の磁力により、スリ
ーブローラ３２表面に磁気的に吸着し、スリーブローラ
３２の回転により、Ｓ１極へ搬送されていく。ここで、
規制部材３３が、搬送量規制部３４をスリーブローラ３
２との間隔を調整して配置されており、搬送された現像
剤２０は、スリーブローラ３２の回転により、搬送量規
制部３４とスリーブローラ３２との間隔（以下、「ドク
タギャップ」と称する）により搬送量が規制され、搬送
量規制部３４を通過した一定量の現像剤２０が現像領域
４０に到達する。

【０００７】このドクタギャップで搬送量が規制された
現像剤２０は、さらにスリーブローラ３２の回転により
Ｓ１極からＮ２極に搬送され現像領域４０でＮ２極およ
びその周囲の磁極により形成される磁界により穂立ちし
て感光体１を摺擦する。ドクタギャップは現像剤２０
が、過度に感光体１を擦る事により現像画像を乱した
り、感光体１とスリーブローラ３２の間隔（以下、「現
像ギャップ」と称する）に対し搬送量が少ないため、十
分な印刷濃度が得られなかったりすることがないよう
に、現像ギャップに対し搬送量が適正な値となるように
設定されている。 ここで搬送量規制部３４を通過できなかった現像剤２０
は、スクレーパ３８ｂにより撹拌部へ戻される。スリー
ブローラ３２で現像領域４０へ搬送され現像を終えた現
像剤２０はスリーブローラ３２の回転により搬送され搬
送ローラ３５に戻される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなプロセス
により印刷を行う静電記録装置においては、長期的に高
濃度印刷を行え、かつ解像度が高く、キャリア付着のな
い小型で低コストな現像方式の開発が必要とされてい
る。

【０００９】現像装置では感光体上に形成された静電潜
像にトナーを付着させることにより、潜像を再現性良く
現像する必要があるが、現像領域へ搬送される現像剤の
量は、最適な画質を得る上で重要であり、２成分現像剤
を用いる現像装置で潜像を忠実に再現するために、現像
ギャップを狭く設定し、現像剤量が多すぎるために発生
する掻き取りなどの不具合が無いように搬送する現像剤
量も少なく設定される場合が増えてきている。 しかし、搬送量が少なくなると単位時間あたりに潜像へ
供給できるトナー量が減少するため、現像ローラの回転
数を上げたり、現像領域に同極の磁極を２つ配置（以
下、「ダブル着磁」と称する）し、磁極間で現像剤が飛
翔するもとにより現像性を向上させる手法が用いられ
る。

【００１０】しかし、回転数を上げる方法では、現像剤
が感光体を擦る力、すなわち摺擦力が増大して画像の乱
れが増大するし、ダブル着磁ローラでは磁極間で現像剤
が飛翔するため、キャリアが感光体に付着しやすくな
り、画像中に白点状の抜けが発生しやすくなる。

【００１１】従って、本発明の目的は、現像ギャップを
狭い間隔とした場合でも、長期的に安定して静電潜像に
十分にトナーを供給できる現像性能の高い、小型の現像
装置を実現することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、静電潜像
を保持した像担持体に現像剤を供給し、像担持体上にト
ナー像を形成する現像装置において、像担持体の表面に
対向させて設けられた現像磁極と、現像磁極と反対の極
性を有する２つの磁極を隣り合わせにして設けてなる搬
送磁極とを含むマグネットローラと、マグネットローラ
の外周上で回転可能に設けられ、その周方向においてＮ
極とＳ極とが交互に着磁されたマグネットを有するスリ
ーブローラとを備えた現像ローラを有するとともに、前
記搬送磁極により、現像磁極を通過後の現像剤をスリー
ブローラから剥離することにより達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。 （実施例１）図１は、本発明の一実施例である現像装置
の概略図である。現像磁極Ｎ２と、隣り合わせて配置さ
れた同極のＳ３およびＳ４極を含め５つの磁極を有する
マグネットローラ３０の外周に、Ｎ極Ｓ極が外周面に交
互に着磁されたフェライト系プラスチックマグネット表
面に表面をショットブラスと処理したステンレス製スリ
ーブを有するスリーブローラ３２が回転可能に配置され
ている直径２０ｍｍの現像ローラ３１と、規制部材３３
とを有し、感光体１に対向して現像領域４０に現像磁極
Ｎ２が現像ギャップ０.６ｍｍで配置されるようにマグ
ネットローラ３０の位置が固定され、Ｎ１極とＳ１極の
間に搬送量規制部３４がドクタギャップ０.４ｍｍで対
向配置されるよう搬送量規制部材３３が固定されてい
る。

【００１４】スリーブローラ３２は現像領域４０で、現
像剤２０が感光体１と同方向に移動する方向に回転さ
せ、その速度は感光体１の回転速度に対し１.６倍とし
た。体積平均粒径６μｍの非磁性ポリエステルトナー２
１と体積平均粒径６０μｍのフェライトキャリア２５を
トナー濃度４％で混合した現像剤２０は、撹拌機構４５
で混合攪拌された後、磁力によりスリーブローラ３２表
面に吸着しスリーブローラ３２の回転により搬送され、
搬送量規制部３４で搬送量を一定量に規制された後、現
像領域に至り、現像磁極Ｎ２部で穂立ちして感光体１と
接触する。

【００１５】この際、搬送されてくる現像剤２０は、ス
リーブローラ３２の交互に着磁されたＮ極、Ｓ極が形成
する磁界により、磁極近辺では磁力線の方向に沿った穂
立ちをし、極間では磁力線が周方向を向いているので穂
立ちしない状態でスリーブローラ３２に吸着した状態で
現像領域４０に進入してくる。現像領域４０では現像磁
極Ｎ２とスリーブローラ３２の磁極の形成する磁界が重
畳された状態となるので、両磁界が同方向となる部分で
はより磁界が強く、逆方向を向く部分ではより弱い磁界
となり、現像領域４０を比較的強い磁気的吸着力でキャ
リア同士が吸着した磁気ブラシと、比較的弱い吸着力で
キャリア同士が吸着した磁気ブラシが交互に潜像を摺擦
していくことになる。

【００１６】この際、スリーブローラ３２にはバイアス
電圧−４００Ｖが印加されており、感光体１上に形成さ
れた静電潜像との間で電界が形成され、帯電したトナー
２１はこの電界の力により画像部に選択的に付着し現像
が行われる。

【００１７】ここで、弱い磁界の領域では電界による力
により比較的容易にキャリア２５間の吸着が切断される
ため、現像剤２０が感光体１とスリーブローラ３２の間
で動きやすくなり、感光体１側の表層部の現像剤２０
と、スリーブローラ３２側の下層部の現像剤２０との入
れ替えが行われるため、従来のスリーブローラ３２に磁
極を持たない現像ローラ３１を用いる場合に比べて、同
じ現像剤２０の搬送量であっても、現像に寄与するトナ
ー２１量が増加するため、トナー２１が不足して十分な
印刷濃度が得られない等の不具合は発生せず、感光体１
にキャリア２５が付着して画像に白点が現れることもな
い高品質の印刷が可能であった。

【００１８】現像領域４０を通過した後の現像剤は、ス
リーブローラ３２の回転によりマグネットローラ３０の
Ｓ２、Ｓ３の同極の磁極が並んで配置された領域に搬送
される。ここでＳ２、Ｓ３の形成する磁界により、現像
剤２０はスリーブローラ３２から容易に剥離され、攪拌
機構部に至る。

【００１９】スリーブローラ３２のマグネットにより現
像剤２０にはスリーブローラ３２へ吸着する磁気的吸着
力が働いているが、マグネットローラ３０中にＳ２，Ｓ
３の１対の同極の磁極を並べて配置し、スリーブローラ
３２のマグネットによる磁気的吸着力を上回るスリーブ
ローラ３２から現像剤２０を剥離する方向の磁界を形成
したため、スクレーパをスリーブローラ３２に当接する
等の剥離機構部を設けなくても、容易に現像剤２０の剥
離か可能となり、スクレーパの接触により現像剤２０が
劣化したり、スリーブローラ３２表面が摩耗したり、ス
リーブローラ３２にトナー２１がフィルミングするとい
った不具合は発生しなかった。

【００２０】磁力を有するスリーブローラ３２からの剥
離が難しくなるトナーに磁性粉末を分散させた磁性トナ
ーを用いた場合においても、マグネットローラ３０中に
Ｓ２，Ｓ３の１対の同極の磁極を並べて配置し、スリー
ブローラ３２のマグネットによる磁気的吸着力を上回る
スリーブローラ３２から現像剤２０を剥離する方向の磁
界を形成したため、容易に剥離することが可能であっ
た。

【００２１】さらに、スリーブローラ３２に印加するバ
イアス電圧に１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ、５００Ｖp-p〜２
０００Ｖp-pのＡＣ成分を重畳したところ、より、現像
剤２０の入れ替わりが促進されて画質を向上させること
ができた。 （実施例２）図２は、本発明の別の実施例に用いた現像
ローラの概略図である。マグネットローラ３０部に表示
したのはマグネットローラ３０表面で測定したの法線方
向の磁束密度分布である、ここに示すように現像磁極Ｎ
２の着磁を２つのピークを持つダブル着磁としたもので
ある。

【００２２】このように現像磁極Ｎ２の着磁パターンを
現像領域４０中で強弱をつけたものとすることにより、
現像領域４０での現像剤２０の入れ替わりがさらに促進
され、高品質の印刷が可能となる。

【００２３】しかも、スリーブローラに交互にＮ、Ｓ極
をもうけたことにより、ダブル着磁磁極の最大値と最小
値の差を小さくしても、スリーブローラに磁極を有しな
い従来のダブル着磁を採用した現像ローラと同等以上の
性能が得られるため、感光体へのキャリア付着が大幅に
低減され、画像中に白点状の抜けは発生しなかった。

【００２４】なお、上記の説明では、現像領域４０中に
２つの磁力ピークを持つダブル着磁の場合について説明
したが、さらに、磁力ピークの数を増やした場合におい
ても同様の効果が得られた。

【００２５】また、スリーブローラのマグネットをフェ
ライト系プラスチックマグネットとして説明したが、本
発明はこれに限られるものではなく、希土類系のプラス
チックマグネットでもかまわず、ニトリル系ゴムバイン
ダにフェライト粉末を分散させたもの等のラバーマグネ
ットも使用できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、現像ギャップの狭い間
隔としたときにも、長期的に安定して静電潜像に十分に
トナーを供給できる現像性能の高い、小型の現像装置お
よび静電記録装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】本発明の他の実施例で用いる現像ローラの着磁
パターンを示す説明図である。

【図３】従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電器 ３ 露光装置 ４ 現像装置 ２０ 現像剤 ２１ トナー ２５ キャリア ３０ マグネットローラ ３１ 現像ローラ ３２ スリーブローラ ３３ 規制部材 ３４ 搬送量規制部 ４０ 現像領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像を保持した像担持体に現像剤を供
   給し、像担持体上にトナー像を形成する現像装置におい
   て、 像担持体の表面に対向させて設けられた現像磁極と、現
   像磁極と反対の極性を有する２つの磁極を隣り合わせに
   して設けてなる搬送磁極とを含むマグネットローラと、
   マグネットローラの外周上で回転可能に設けられ、その
   周方向においてＮ極とＳ極とが交互に着磁されたマグネ
   ットを有するスリーブローラとを備えた現像ローラを有
   するとともに、 前記搬送磁極により、現像磁極を通過後の現像剤をスリ
   ーブローラから剥離することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】前記現像磁極の磁束密度は、２つ以上のピ
   ークを有することを特徴とする請求項１記載の現像装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の現像装置を備えた
   ことを特徴とする静電記録装置。