JP3251056B2

JP3251056B2 - 現像装置

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Publication number: JP3251056B2
Application number: JP15540192A
Authority: JP
Inventors: 純一寺井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 2002-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JPH05346737A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像装置に関し、さら
に詳しくは、磁気ブラシ形成用の磁極を内蔵している現
像ローラ表面において現像剤を移動させるための構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真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おいては、現像剤と
して、磁性キャリアと磁性あるいは非磁性のトナーを混
合した二成分系現像剤を用いる場合があり、この現像剤
を用いる際には、撹拌混合されて互いに逆極性の摩擦帯
電を施された現像剤が現像ローラに向け供給されるよう
になっている。そして、このような現像剤は、内部に現
像主極用および現像剤搬送用の磁石を設けた現像ローラ
の表面に磁気ブラシを形成された状態で担持され、感光
体上に担持された静電潜像によって静電吸着されて、潜
像の可視像処理に用いられるようになっている。ところ
で、このような磁気ブラシ現像装置では、上記現像ロー
ラを１本だけ設ける場合があるが、この場合には、感光
体に対する現像領域が比較的狭いことにより、十分な現
像剤の供給が行なえないことがある。従って、この場合
は、感光体の線速に対して現像ローラの線速を例えば、
３倍乃至それ以上に設定して現像剤の供給量の不足を補
うことが必要になる。しかしながら、このような線速比
を設定した場合には、感光体上で可視像とされた画像の
後端または前端にベタクロス白抜けといわれる欠損部が
生じる虞れがあった。

【０００３】そこで、このような不具合を解消するた
め、上述した現像ローラを感光体の移動方向に沿って複
数並列して現像領域を長くする構造が提案されている。
しかしながら、複数の現像ローラを設けた場合には、ス
リーブ表面に担持されている現像剤の一部がスリーブの
回転に連動して移動する際に、現像ローラ同士が最も接
近している位置の隙間を通り抜けてしまい、所定の搬送
経路を移動しなくなる場合がある。これは、連れ回りと
称され、隣合う現像ローラでの適正な現像剤の受渡しが
行なわれないことを意味している。これを具体的に説明
すると、感光体の移動方向に沿って上下関係を設定して
現像ローラを配置し、例えば、下側の現像ローラに対し
て撹拌混合された現像剤を供給し、この現像ローラから
上側の現像ローラに向け現像剤を搬送する一方、上側の
現像ローラから下側の現像ローラに向け感光体との対向
部である現像領域に沿って現像剤を移行させる構成とし
た場合、図５において、符号Ｃ１で示すように、上側の
現像ローラＡに供給された現像剤の一部が、下側の現像
ローラＢに向け受け渡されないままで現像ローラ同士の
最も接近している位置の隙間を通り、現像ローラをはさ
んで現像領域と反対側に持ち来されてしまったり、ある
いは、例えば、パドルホィール等から放出された現像剤
の一部が下側の現像ローラＢに到達した場合、符号Ｃ２
で示すように、下側の現像ローラの磁力によって吸着さ
れたままとなり、現像ローラ同士の最も接近している位
置の隙間を通って、直接、下側の現像ローラＢにおける
感光体との対向部に搬送されてしまう場合がある。この
場合の連れ回りの呼び方としては、符号Ｃ１で示したよ
うに、上側の現像ローラＡに担持されている現像剤の一
部が連れ回るのを上連れ回りといい、符号Ｃ２で示した
ような、下側の現像ローラＢに担持されている現像剤の
一部が連れ回るのを下連れ回りという。従って、このよ
うな連れ回りが生じると、例えば、上連れ回りの場合に
は、下側の現像ローラへの現像剤の受渡し量が不足する
ことによって、下側の現像ローラに担持される現像剤の
量が低下して画像濃度の低下を引き起こしたり、トナー
の飛散が発生したりする虞れがある。また、下連れ回り
の場合には、現像ローラに担持される現像剤の量が過剰
になり、感光体に現像剤を接触させた場合に感光体側で
の回転負荷を変動させて速度ムラを生じ、画像に縞状の
濃度ムラを起こしたり、担持量の過剰分が現像装置のハ
ウジングの一部に衝突して突き崩されて落下し、周辺を
汚染してしまう虞れがある。

【０００４】そこで、感光体の移動方向に沿って配置さ
れている現像ローラ同士の対向位置において、感光体の
移動方向上流側に位置する現像ローラ側での内部には、
互いに異極を設定された２個の磁石を現像ローラの周方
向に沿って配置し、そして、感光体の移動方向下流側に
位置する現像ローラ側の内部には、上流側の現像ローラ
内の磁石のうち、配列方向において感光体側に位置する
磁石の極性と異極に設定された１個の磁石を配置した構
成が本発明者らによって提案されている(例えば、特開
平３ー２５１８８３号公報)。この構成によると、各磁
石間で発生する磁力線により形成される磁界はループ状
とされ、一方の磁界は下側の現像ローラから上側の現像
ローラへの現像剤の汲み上げ用として、また、他方の磁
界は上側の現像ローラから下側の現像ローラへの現像剤
の汲み下げ用として機能させることにより、現像ローラ
間に現像剤が通過しようとするのを阻止することができ
るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においては、現像ローラ同士の最も接近した位
置近傍で現像剤の汲み上げ及び汲み下げを良好に行なわ
せるには、磁石同士の磁力の強さや配置位置および磁石
大きさ等についての精度をかなり高めておく必要があ
り、これによって、製造コストや使用中での管理コスト
等が上昇する虞れがある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、簡単な構造によ
って、複数の現像ローラを設けた場合に現像剤が現像ロ
ーラ間を通過するのを防止することにより、画像濃度ム
ラや感光体の負荷変動などを招くことがないようにする
ことのできる現像装置を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、潜像担持体の移動方向に沿
って複数並列され、現像剤移動方向上流側の、内部に磁
石を有する第１の現像ローラと、現像剤移動方向下流側
の、内部に磁石を有する第２の現像ローラと、第１の現
像ローラに現像剤を供給する現像剤供給部材とを備えた
現像装置において、第１の現像ローラの上記磁石の極性
を、第１の現像ローラと第２の現像ローラ同士が最も接
近している近接位置を挟んで、第１の現像ローラの回転
方向における上流側と下流側とで同極に設定し、第２の
現像ローラの上記磁石の、第１の現像ローラの上記上流
側の磁極と対向する極性を、第１の現像ローラの上記上
流側の磁極と異極性に設定し、一方、第２の現像ローラ
の、第１の現像ローラの上記下流側磁極に対向する位置
には、磁極が設定されていないことを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、第１の現像ローラ
の移動方向における上流側と下流側とに位置する磁極の
設置角を、周方向に沿って３０〜９０°に設定したこと
を特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明は、第１の現像ローラ
の回転方向における上流側と下流側とで同極に設定され
ている磁極間に対応する現像ローラ表面が、その表面と
垂直方向の磁束密度を２５０ガウス以下に設定されてい
ることを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明によれば、第１の現像ローラと、第２の
現像ローラ同士が最も接近している位置の間の隙間に現
像剤の進入するのが阻止され、この間での連れ回りが防
止される。また本発明によれば、磁極間での反発力を弱
めることなく適正な状態を維持して現像剤が連れ回るの
を防止することができる。さらに本発明によれば、反発
磁極間での磁束密度を極力小さくすることによって反発
磁界の磁力を損なわないようにして現像剤の連れ回りを
防止することができる。

【００１１】

【実施例】以下、図１乃至図５において本発明の実施例
の詳細を説明する。図１は、本発明による現像装置の全
体構成を示す断面図であり、同図において現像装置１の
構成を機能と共に説明する次の通りである。すなわち、
現像装置１は、現像容器１Ａとトナー補給部１Ｂとで構
成されており、そのうち、現像容器１Ａは、図中、矢印
ＡＯで示す方向に移動可能な潜像担持体であるドラム状
の感光体(以下、感光体ドラムという)２の近傍に配置さ
れ、そして、トナー補給部１Ｂは現像容器１Ａに搭載さ
れている。現像容器１Ａの内部には、撹拌ローラ３およ
びパドルホィール４が設けられており、撹拌ローラ３に
より撹拌混合されて互いに逆極性に摩擦帯電させられた
磁性あるいは非磁性のトナーと磁性キャリアとからなる
二成分系現像剤がパドルホィール４によって汲み上げら
れるようになっている。また、トナー補給部１Ｂは、例
えば、感光体ドラム２に供給されるトナーの濃度が低下
した場合に、トナー補給ローラ１Ｂ１の回転によりトナ
ーＴを撹拌ローラ３に向け繰り出すようになっている。

【００１２】一方、パドルホィール４によって現像剤が
汲み上げられる位置には、感光体ドラム２に近接させて
複数の現像ローラ５、６が設けられている。現像ローラ
５、６は、感光体ドラム２の移動方向に沿って上流側お
よび下流側に配置されており、上流側に位置するものが
第１の現像ローラ５とされ、そして、下流側に位置する
ものが第２の現像ローラ６とされている。そして、これ
ら現像ローラ５、６は、図示しない駆動部により図中、
反時計方向に回転可能なスリーブとこのスリーブの内部
に固定されているマグローラとを主要部として備えてお
り、このうちスリーブは、アルミニュームあるいはステ
ンレス鋼等の非磁性体で構成され、また、マグローラ
は、フェライト磁石あるいはゴム磁石さらにはナイロン
粉末とフェライト粉末とを混練して成形した磁極を周方
向に沿って複数配置した構造とされている。なお、この
磁極に関しては、後で述べる。また、現像容器１Ａ内に
おいて、第１の現像ローラ５の周面における任意の箇所
が感光体ドラム２と対向する前に到達する位置には、現
像ローラ５に担持される磁気ブラシの層厚を規制するた
めのドクターブレード７が、そして、このドクターブレ
ード７の近傍には、延長方向一端をドクターブレード７
の近傍に位置させ、延長方向他端を撹拌ローラ３の上位
に位置させたセパレータ８がそれぞれ配置されており、
このセパレータ８における延長方向他端には、回転可能
な搬送スクリュー９が配置されている。

【００１３】このような構成の現像容器１Ａにおいて
は、パドルホィール４の回転時に発生する遠心力によっ
て現像剤が汲み上げられ、第１の現像ローラ５に向け放
出される。従って、放出された現像剤の一部は、図中、
矢印Ａ１で示すように、直接、第１の現像ローラ５に供
給されて第１の現像ローラ５の表面に担持される。ま
た、放出される現像剤の他の一部は第２の現像ローラ６
に突き当たることにより跳ね返ると第１の現像ローラ５
側の磁力により第１の現像ローラ５の表面に担持され
る。このように、第１の現像ローラ５への現像剤の供給
を第２の現像ローラ６側からも行なうようにするために
は、第２の現像ローラ６からの跳ね返り量を多くする目
的でパドルホィール４の回転速度を比較的高速化し、遠
心力を増大させておく必要がある。

【００１４】そして、第１の現像ローラ５に担持された
現像剤は、現像スリーブの回転に伴ってローラ表面を移
動し、ドクターブレード７によって層厚を規制された上
で、現像ローラ５と感光体ドラム２とが対向する第１の
現像領域Ｄ１に達し、第１の現像ローラ５側での磁力の
作用が弱まる位置に移動すると、第２の現像ローラ６側
での現像スリーブの回転およびマグローラからの磁力に
よって、図中、破線で示すように、第２の現像ローラ６
と感光体ドラム２とが対向する第２の現像領域Ｄ２に向
け移送され、そして、第２の現像ローラ６の磁力が作用
しなくなる位置で現像容器１Ａの底部に落下し、再度、
パドルホィール４により撹拌される。また、ドクターブ
レード７によって掻き取られた現像剤は、セパレータ８
によってその延長方向他端に位置する搬送スクリュー９
に向け案内され、搬送スクリュー９により撹拌ローラ３
上に降り落されるようになっている。このため、セパレ
ータ８における延長方向他端には、現像剤を落下させる
ためのスリットが撹拌ローラ３と対向する位置に形成さ
れている。

【００１５】一方、本実施例における現像ローラ５、６
に設けられているマグローラは、磁極の配列を次のよう
に設定されている。すなわち、図１において、現像ロー
ラ内に示された一点鎖線は、磁極の位置を示すものであ
り、第１の現像ローラ５側での磁極は、周方向に沿って
奇数個(図中、符号Ｐ₁₁〜Ｐ₁₅)、そして、第２の現像ロ
ーラ６側での磁極は、周方向に沿って奇数個(図中、符
号Ｐ₂₁〜Ｐ₂₃)配置されている。そして、これら各磁極
による現像剤の搬送順序は、Ｐ₁₃→Ｐ₁₄→Ｐ₁₅→Ｐ₁₁→
Ｐ₁₂→Ｐ₂₃→Ｐ₂₁→Ｐ₂₂の順に設定され、この搬送を可
能にするために各磁極の極性は、図２に示すように、上
記搬送順序に従ってＳ極から始めて、Ｐ₁₃ (Ｓ極)→Ｐ
₁₄(Ｎ極)→Ｐ₁₅ (Ｓ極)→Ｐ₁₁(Ｎ極)→Ｐ₁₂(Ｓ極)→Ｐ
₂₃(Ｎ極)→Ｐ₂₁(Ｓ極)→Ｐ₂₂(Ｎ極)というように交互に
異極が配置されている。このような磁極設定により、第
１の現像ローラ５側では、極数が奇数個であることによ
り、必ず同極同士が並ぶ場所があることになり、本実施
例の場合には、第１の現像ローラ５側での磁極Ｐ₁₂とＰ
₁₃とが共にＳ極同士で並ぶことになる。そして、この同
極同士が並ぶ位置としては、現像ローラ５、６同士が最
も接近している位置とされ、図１に示す実施例では、磁
極Ｐ₁₂が、第１の現像ローラ５の回転方向(時計方向)上
流側に、また、磁極Ｐ ₁₃が、第１の現像ローラ５の回転
方向(時計方向)下流側にそれぞれ配置されている。上述
したような磁極の配置構成により、現像ローラ５、６同
士の最も接近している位置の間には、同極同士による反
発磁界が形成されることになる。

【００１６】本実施例は以上のような構成であるから、
パドルホィール４から第１の現像ローラに向け供給され
た現像剤は、第１の現像ローラ５に担持されながら第１
の現像領域Ｄ１に向け移送される。そして、第１の現像
領域Ｄ１を通過した現像剤が磁極Ｐ₁₂の位置に達する
と、この磁極と同極同士に設定されている磁極Ｐ₁₃との
間に発生している反発磁界によって、現像ローラ５、６
同士が最も接近している位置の間に進入するのを阻ま
れ、移送方向が第２の現像ローラ６に向かう方向に強制
的に設定され、第２の現像ローラ６側の磁極Ｐ₂₁の磁力
によって第２の現像ローラ６に受け渡されることにな
る。

【００１７】従って、本実施例によれば、第１の現像ロ
ーラ５上を移送される現像剤は、現像ローラ同士が最も
接近している位置に配置されている同極同士による反発
磁界によって現像剤の進入を阻止するバリヤを形成する
だけでよく、磁力設定や磁石の大きさなどの管理を容易
にすることができる。

【００１８】また、本発明においては、現像ローラ内に
配置されている磁極による反発磁界の作用を有効なもの
とする条件が設定されている。すなわち、図２におい
て、第１の現像ローラ５の回転方向上流側に位置する磁
極Ｐ₁₂と回転方向下流側に位置する磁極Ｐ₁₃によって形
成される反発磁界は、磁極間の間隔が離れすぎた場合に
は弱められ、また、接近しすぎた場合には反発磁界を形
成する範囲が狭くなるため、何れの場合においても現像
剤の移動力により生じる現像剤の慣性力が反発磁界の強
さより勝っていると、反発磁界の形成範囲、つまり、現
像ローラ同士が最も接近している間の隙間を現像剤が通
過してしまうことがある。そこで、本発明においては、
図３に示す実験結果から明らかなように、現像ローラ同
士が最も接近している位置で、現像ローラの一方におい
てそのローラの回転方向上流側と下流側とに位置する磁
極の設置角、つまり、回転方向での磁極間の開き角を３
０〜９０°とすることにより、上述した弊害の発生をな
くすようになっている。

【００１９】本実施例によれば、反発磁界を良好な条件
下で発生させることができるので、現像剤の移動慣性力
に抗して現像剤を現像ローラ同士の最接近位置の隙間に
進入させないようにする粉とができる。

【００２０】一方、上述した第１の現像ローラ５におけ
る磁極Ｐ₁₂およびＰ₁₃の間のローラ表面には磁極は存在
していないが、通常、磁極間では自然発生極ができる。
このため、反発磁界形成用の磁極からの漏洩磁力線が発
生し、反発磁界の磁力が弱められてしまう場合がある。
そこで、本発明においては、反発磁界の磁力を弱めない
ようにすることも可能である。図４は、この場合の実施
例を示すものであり、この実施例においては、上述した
自然発生極での現像ローラ表面と垂直な方向での磁束密
度を２５０ガウス以下に設定されている。本実施例によ
れば、磁極間にできた自然発生極による反発磁界の磁力
の低下を抑えることができ、これによって、反発磁界に
よる現像剤の進入を阻止することができる。

【００２１】また、本発明は、感光体ドラムの移動方向
に沿って複数並列され、第１の現像ローラと、第２の現
像ローラのうちの一方において、対向する現像ローラと
の最も接近する位置で現像ローラの回転方向上流側およ
び下流側にそれぞれ同極の磁極を配置しての、その一例
として、図１および図２に示したように、第１の現像ロ
ーラ５側に磁極Ｐ₁₂、Ｐ₁₃を設けた例を示したが、これ
に限ることなく、例えば、図２に示すように、図１に示
した第２の現像ローラ６側において、回転方向上流側と
下流側とに同極性の磁極を配置することも可能である。

【００２２】さらに本発明においては、実施例として示
した２本の現像ローラを対象とするだけでなく、３本以
上の現像ローラを感光体の移動方向に沿って配置した場
合を対象とすること勿論可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、潜像担持
体の移動方向に沿って複数並列され、現像剤移動方向上
流側の、内部に磁石を有する第１の現像ローラと、現像
剤移動方向下流側の、内部に磁石を有する第２の現像ロ
ーラと、第１の現像ローラに現像剤を供給する現像剤供
給部材とを備えた現像装置において、第１の現像ローラ
の上記磁石の極性を、第１の現像ローラと第２の現像ロ
ーラ同士が最も接近している近接位置を挟んで、第１の
現像ローラの回転方向における上流側と下流側とで同極
に設定し、第２の現像ローラの上記磁石の、第１の現像
ローラの上記上流側の磁極と対向する極性を、第１の現
像ローラの上記上流側の磁極と異極性に設定し、一方、
第２の現像ローラの、第１の現像ローラの上記下流側磁
極に対向する位置には、磁極が設定されていないように
構成したので、第１の現像ローラと、第２の現像ローラ
同士が最も接近している位置の間の隙間に現像剤の進入
するのが阻止され、この間での連れ回りを防止すること
ができる。従って、磁極同士に対しては、単に、反発磁
界を形成する機能を持たせればよいので、磁力の大きさ
や磁石の大きさあるいは配置関係などの設定条件につい
ての管理を容易化することができる。また本発明によれ
ば、上述した反発磁界を有効に作用させるために磁極同
士の設置角あるいは磁極間にできる自然発生極の磁束密
度を限定するようにしたので、反発磁界の形成範囲の不
安定性や磁力の低下を抑えて現像剤が進入しようとする
のを効果的に阻止することができる。従って、現像剤が
現像ローラ間を通過するのを確実に防止できることによ
り、画像濃度ムラの発生や感光体の負荷変動の発生を招
くようなことを未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の全体構成を示す断面図であ
る。

【図２】図１に示した現像装置の要部を説明するための
模式的な拡大図である。

【図３】図２に示した要部における磁極間の設置角につ
いての特性を説明するための線図である。

【図４】本発明の別実施例による現像装置の要部に関す
る特性を説明するための線図である。

【図５】従来の現像装置における問題点を説明するため
の現像ローラ同士を示す模式的な配置図である。

【符号の説明】

１現像装置２感光体ドラム５第１の現像ローラ６第２の現像ローラＰ_１１〜Ｐ_１５第１の現像ローラ内の磁極Ｐ_２１〜Ｐ_２３第２の現像ローラ内の磁極

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体の移動方向に沿って複数並列さ
れ、現像剤移動方向上流側の、内部に磁石を有する第１
の現像ローラと、現像剤移動方向下流側の、内部に磁石
を有する第２の現像ローラと、第１の現像ローラに現像
剤を供給する現像剤供給部材とを備えた現像装置におい
て、第１の現像ローラの上記磁石の極性を、第１の現像ロー
ラと第２の現像ローラ同士が最も接近している近接位置
を挟んで、第１の現像ローラの回転方向における上流側
と下流側とで同極に設定し、第２の現像ローラの上記磁石の、第１の現像ローラの上
記上流側の磁極と対向する極性を、第１の現像ローラの
上記上流側の磁極と異極性に設定し、一方、第２の現像ローラの、第１の現像ローラの上記下
流側磁極に対向する位置には、磁極が設定されていない
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１記載の現像装置において、第１の
現像ローラの移動方向における上流側と下流側とに位置
する磁極の設置角を、周方向に沿って３０°〜９０°に
設定した現像装置。
【請求項３】請求項１記載の現像装置において、第１の
現像ローラの回転方向における上流側と下流側とで同極
に設定されている磁極間での現像ローラ表面は、その表
面と垂直方向の磁束密度を２５０ガウス以下に設定され
ている現像装置。