JP2629198B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真複写機、およびプリンター等に使用
される現像装置、さらに詳しくは異なった種類の現像剤
を用いても優れた画質を得ることのできる現像装置に関
する。

従来の技術 電子写真方式の複写機、プリンターにより画像を得る
には、まず画像担体である感光体の表面を均一に帯電
し、これを原画像に基づき露光するか、あるいはアウト
プットの内容を光で感光体上に描いて静電潜像の形成を
行う。次に、この静電潜像を有する感光体表面を現像装
置を用いて現像（可視像化）し、得られたトナー像を紙
などの転写材に転写する。

かかる電子写真複写機等に用いられる現像方式として
は、現像剤の種類により、主として磁性キャリアと非磁
性トナー、または磁性キャリアと磁性トナーとからなる
二成分系現像剤を用いる方法、あるいは磁性体を含有す
る絶縁性磁性トナーのみからなる一成分系現像剤を用い
る方法とがある。

このうち二成分系現像剤を用いる現像は、トナーと鉄
粉等からなるキャリアとの摩擦帯電により生ずる電荷を
利用する現像方法であり、磁性を有するキャリア粒子の
磁気ブラシを磁石内臓の現像スリーブ表面に形成し、キ
ャリアとトナーを混合撹拌しながら現像領域に搬送し
て、感光体表面上に形成された反対の荷電を有する静電
潜像に帯電トナーを接触、移行させて現像する方法であ
る。

このような二成分系現像方法では、キャリアが画像周
辺部に付着するキャリア付着の防止と、画像濃度（以
下、IDという）のレベルの維持とを同時に達成する必要
がある。キャリア付着については、現像スリーブ内の磁
石が固定され現像領域にて感光体の進行方向と現像スリ
ーブの進行方向が同方向である様な現像装置の場合、感
光体表面に最も近接した主極く位置を感光体の中心に対
し、負側（現像スリーブの回転下流方向）に設定するこ
とにより防止しうることが知られている。一方、IDレベ
ルは、第３図に示すごとく、主極角度が負側（現像スリ
ーブの回転下流方向）となると極端に低下する。このよ
うに、一般に磁気ブラシ現像方法においては、磁気ブラ
シと潜像担持体との相対的な位置関係が現像特性に重大
な影響を与ええ、特に、キャリア付着の防止とIDレベル
の維持は相反する要求である。したがって、実際の現像
装置においては、これら両方の要求を満たすよう現像剤
に応じて適当な主極角度に設定しなければならない。

しかしながら、近年、PPC（普通紙複写機）のカラー
化、小型化が進み、一台の現像機で複数の現像剤を試用
する現像装置が提案されている。一台の現像装置を用い
同一現像条件にて異なった現像剤を使用すると、キャリ
ア付着、あるいはIDの極端な低下が発生する。したがっ
て、用いる現像剤の種類に応じて主極の角度を適宜変更
する必要が生ずる。しかしながら主極の位置を変更する
と、それに伴い現像スリーブ上、穂高規制位置の近傍の
極も移動し、現像剤の搬送量に変化が生じ、現像剤のID
レベルの低下等問題を生ずる。

発明が解決しようとする問題点 かかる問題点を解決するために現像スリーブ内部の磁
石の主極のみを変位可能とした磁石ローラーも提案され
ている。しかしながら、かかる装置はコストが高く、ま
た磁力は隣接極の影響が大きく、磁力の安定性を確保す
ることが出来ないなどの問題がある。

本発明は、内部磁石の主極の位置が変化しても現像剤
の搬送量が変わらず、優れた画像を形成しうる現像装置
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、回転駆動する現像スリーブおよ
び該現像スリーブ内に固定された磁石ローラーを有し、
像形成体面に形成された静電潜像に現像剤を搬送して現
像を行う現像装置であって、前記像形成体面に対向する
磁石ローラーの主極の角度の変位に対応した変位を行う
穂高規制板を設けたことを特徴とする現像装置を提供す
るものである。

作用 本発明の現像装置によれば、現像スリーブに対する内
部磁石の角度の変位と、穂高規制板の変位角度又は、穂
高規制板と現像スリーブとの変位距離が対応する。

実施例 次に本発明を実施例により図面を参照しながら、さら
に具体的に説明する。

第１図は本発明の現像装置を示す断面図、第２図はそ
の主要部である現像スリーブまわりを示す斜視図であ
る。現像装置１は、矢印ａ方向に回転駆動する感光体10
0に隣接して配置される。該現像装置１は円筒状で回転
可能な現像スリーブ２、該現像スリーブ２の内部に配置
された複数の磁極を備える磁石ローラー３、前記現像ス
リーブ２と感光体100とが近接する現像領域Ｘの前方
（上流側）に配置され、現像スリーブ２表面との間に所
定の間隔を有する穂高規制板4a、現像領域Ｘの後方にて
現像スリーブ２に摺接するイレーサー５、およびこれら
を収容し現像剤を貯溜するケーシング６を有する。ま
た、該ケーシング６には現像剤貯槽７が設けられる。現
像剤貯槽７には各々矢印ｃ及びｄ方向に回転する現像剤
供給羽根８およびアジテーター９が設けられ、内部に貯
溜された現像剤のブロッキングを防止しつつ現像剤を移
動させる。

磁石ローラー３は、複数の磁極を現像スリーブ内面に
向け配置した固定磁石である。該磁石ローラー３の軸14
は連結部材11aにて穂高規制板４と連結される。

現像スリーブ２は非磁性かつ導電性の部材からなり、
内部の磁石ローラー３により生ずる磁力線密度に対応し
た磁気ブラシをその表面に形成し、現像剤を保持して現
像領域Ｘに搬送する。該現像スリーブはブラスト処理し
て粗面化したアルミニウム等の金属で形成したもの、ま
た金属芯にカーボン等で導電性を付与したゴム、プラス
チック等を被覆したものであってもよい。なお、現像ス
リーブには現像バイアス電圧が印加される。

穂高規制板４は現像スリーブ２および磁石ローラー３
の軸と平行に配置され、現像スリーブ２表面と所定の間
隔Ｐを有する。該穂高規制板４の一端は連結部材11aに
より磁石ローラーの軸14に対して固定される。ここで連
結部材11aを磁石ローラー軸14に固定するには、連結部
材11aの固定孔の形状を軸14に対応する切欠き状とする
のが好ましい。一方、穂高規制板４の他端は連結部材11
bにより現像スリーブ軸13に対しベアリング12を介して
回転可能に支持される。

すなわち、穂高規制板４は現像スリーブ２と一定の規
制ギャップＰを有しつつ、軸14と連結板11aからなる角
度調整機構により磁石ローラー３の調整回転角度と同一
角度だけ回転する。

したがって主極N₁と穂高規制板4aをあらかじめ設定し
ておけば、主極角度をδだけ変化させN₂の位置に移動さ
せた場合、穂高規制板は同様にδだけ回転して4bの位置
に移動し、穂高規制板と主極との位置関係は変化しな
い。

なお、穂高規制ギャップＰは現像スリーブ２および磁
石ローラー３の軸からの穂高規制板下縁までの距離ｆを
前記連結部材11a、11bにて規定することにより設定され
る。したがって、規制ギャップＰは連結部材11a、11bの
機械的精度により容易にかつ高精度に設定することが可
能であり、現像スリーブ２の軸方向に対する規制ギャッ
プのズレを抑制し得る。

また穂高規制板の材質としてはアルミニウム、ステン
レス鋼、鉄等の金属や樹脂等を用いてもよい。

つぎに本発明装置を用いて現像をおこなう場合の動作
について第１図を用いて説明する。第１図に示すごと
く、現像スリーブ２は矢印ｂ方向に、供給羽根８および
アジテータ９は矢印ｃおよびｄ方向にそれぞれ駆動源
（図示せず）によって回転し現像剤は矢印ｃ方向に強制
的に移動させられる。現像スリーブ２の表面には、内部
の磁石ローラー３により磁極直上には長い、一方極間に
は短い磁性キャリアからなる磁気ブラシが形成される。
該磁気ブラシは現像スリーブ２の回転（矢印ｂ方向）に
伴い移動し、穂高規制板４によりその高さが規制され
る。磁気ブラシは現像スリーブ２の回転に伴いさらに現
像領域Ｘに搬送される。現像スリーブ上で磁気ブラシを
形成するキャリアと、トナーとはブラシの移動により摩
擦を生じ、トナーが帯電する。かくして磁気ブラシ上に
保持されたトナーは感光体ドラム100との対向部である
現像領域Ｘに運ばれ、感光体ドラム100の表面に形成さ
れた静電潜像電位および現像スリーブ２に印加されてい
るバイアス電圧からなる電位差に基づく電界により感光
体ドラム100の表面の静電潜像上に移動してトナー像を
形成し現像を行う。

つぎに現像領域Ｘにて現像スリーブ２上に残留したト
ナーおよびキャリアは引き続き現像スリーブ２とともに
矢印ｂ方向に搬送されイレーサ５との間を通過する際に
現像領域Ｘで消費されたトナーの消費パターンが消去さ
れ表面の均一化が図られる。つぎに、現像スリーブ２表
面には再び現像剤供給羽根８の回転により現像剤が供給
され前記の動作を繰り返す。

ここで現像剤を変更する場合、第１図に示すごとく主
極N₁を角度δだけ（N₂まで）移動すると穂高規制板4aが
これに対応し角度δだけ（4bまで）同一方向に移動す
る。

すなわち、第４図は主極角度が負側にθだけ移動した
場合を示すものであり、磁気ブラシ15が負側に移動して
いる。バインダー型キャリアのごとくフェラトイキャリ
アに比べ比較的IDレベルの得られやすいキャリアを用い
る場合は、主極角度を負側に設定することが好ましい。
即ち、主極角度が正側の場合（例えばプラス５度）、フ
ェライトに比べ磁気力が小さいためキャリア付着が発生
する。このため主極角度を負側（例えばマイナス５度）
に設定すると、キャリア付着は防止され、かつIDレベル
も満たされ適切な画像が得られる。

一方、第５図は主極角度を正側に設定した場合を示
す。フェライトキャリアの場合は、磁気力が大きく現像
スリーブに対する押圧力が大きいため主極角度が正の場
合においてもキャリア付着は生じない。また、IDレベル
は主極角度が正側である方が得られやすいため主極位置
を正側に設定することが適切である。

比較例 第６図は、主極角度の変位が穂高規制板と独立に行わ
れる従来の装置を示す断面模式図である。第６図ａでは
主極角度がプラスθであり、穂高規制板４によりＮ極の
極上で穂高規制がなされている場合を示す。このように
極上規制の状態で最適な搬送量が得られるよう現像剤の
規制ギャップを初期設定した装置を第６図ｂに示すごと
く主極角度マイナスθに変化させると極が移動して穂高
の規制位置が極間となる。したがって、現像剤の搬送量
が大きくなり現像部にて現像剤の詰まりが発生する。

第７図は主極角度プラスθとし極間にて穂高規制を行
った場合（第７図ａ）を主極角度マイナスθに変化させ
た場合（第７図ｂ）を示す断面模式図である。極間規制
の状態で最適搬送量が得られるよう現像剤規制ギャップ
を設定した本具体例において、主極角度の変化により第
７図ｂに示すごとく穂高規制位置が極上側へと変化し、
現像剤の搬送量が少なくなりIDレベルの低下が生じる。

なお、本発明装置は二成分系現像剤を用いる場合に限
らず一成分系現像剤の場合に用いてもよく、線画、階調
画によってそれぞれ主極角度を変化させることにより良
好な画像を得ることができる。

また、穂高規制板と主極角度の連動方法としては前記
機械的な方法の外、主極角度の変位を電気信号に変えこ
れに基づき規制板を移動させる方法であってもよい。

以上穂高規制板の角度が変位する場合について説明し
たが、現像剤搬送量を一定にするためにはその他第８図
に示すごとく穂高規制板４と現像スリーブ２との距離を
変位させてもよい。

発明の効果 本発明の現像装置によれば磁石ローラーの主極角度が
変化しても一定の現像剤搬送量が得られ、IDレベルの急
激な低下なしにキャリア付着を低減することができる。
また、線画については主極を負側にすることでキャリア
付着を抑えることができ、階調画は主極を正側にするこ
とで、ソフトな穂の接触を実現し画質を向上することが
できる。従って一台の現像装置で多数の現像剤を使用す
る現像方法においても、使用現像剤の種類に応じて現像
剤搬送量を一定としたまま主極角度の最適設定が行え、
キャリア付着の防止およびIDの安定化が同時に可能とな
る。

また、同一形状の現像ユニットを複数個有し、それぞ
れ異なる現像剤を使用する場合にも適用可能であり、従
来装置のごとく現像剤が黒、カラーのいずれであるかに
よって異なる磁石ローラーを使用する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の一具体例を示す概略断面
図、第２図はその現像スリーブ周りを示す一部破断斜視
図、第３図は従来装置における主極角度と画像濃度の関
係を示すグラフ、第４図および第５図は本発明装置にお
ける磁石ローラーの主極位置と穂高規制板との関係を示
す断面模式図、第６図および第７図は従来装置の磁石ロ
ーラーにおける主極角度と穂高規制板との関係を示す断
面模式図、第８図は本発明装置の他の具体例の現像スリ
ーブ周りを示す斜視図である。 図中の主な符号は次の通りである。 2:現像スリーブ、3:磁石ローラー、4:穂高規制板、11a,
11b:連結部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−17831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−142667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−211771（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動する現像スリーブおよび該現像ス
   リーブ内に固定された磁石ローラーを有し、像形成体面
   に形成された静電潜像に現像剤を搬送して現像を行う現
   像装置であって、前記像形成体面に対向する磁石ローラ
   ーの主極の角度の変位に対応した変位を行う穂高規制板
   を設けたことを特徴とする現像装置。