JP3357509B2 - 現像方法及び現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写装置、ファク
シミリ装置、プリンター装置などの画像形成装置に採用
される現像装置に係り、詳しくは、磁石の磁力で潜像担
持体との対向部である現像領域に磁性現像剤からなる磁
気ブラシを形成し、該磁石を振動させて該潜像担持体上
に形成された潜像を可視像化する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、複写装置やファクシミリ
装置等の画像形成装置に採用される現像装置において
は、露光工程によって潜像担持体である感光体上に形成
された静電潜像を現像剤により可視像処理することが行
なわれる。乾式現像剤を用いる場合、上記感光体上の静
電潜像が現像装置により可視像処理される現像部におい
て、表面に現像剤を担持した例えば現像スリーブ等の現
像剤担持体を感光体に近接させ、表面の現像剤を感光体
上の静電潜像に対して静電吸着させるようになってい
る。この現像剤としては、誘電体粒子からなるトナーを
キャリア等の担持体に付着させた二成分系現像剤、ある
いは上述したキャリアを用いない一成分系現像剤があ
る。更に、この一成分系現像剤には、トナーのみのもの
と、必要に応じて補助剤を添加あるいは混合したものが
ある。また、トナーとしては、トナー粒子自体に磁性体
を練り込んで内包させた磁性トナーと、磁性体を含まな
い非磁性トナーとに区別される。

【０００３】これらの現像剤のうち、二成分系現像剤
は、磁性現像剤である場合、トナーに対するキャリアの
保持性が良いことから比較的安定したトナーの供給が行
え、これによって画像濃度を安定させるに必要なトナー
の供給制御が簡単に行なえる利点がある。しかし、その
反面、キャリアが劣化したり、キャリアとトナーとの混
合比が変化しやすかったりするために、現像剤の特性管
理が面倒であるという欠点や、トナーの補給部を付設す
る必要があることから現像装置が大型になるという欠点
を招くものであった。これに対して、一成分系現像剤は
キャリアを含まないので、上述した欠点がなく都合が良
い。

【０００４】ここで、上記二成分系現像剤あるいは一成
分系磁性トナーを用いた現像方法として、潜像担持体に
対向して配設された磁石の磁力により、上記二成分系現
像剤あるいは一成分系磁性トナーで磁気ブラシを形成し
て現像を行う磁気ブラシ現像方法がある。この磁気ブラ
シ現像方法は、エッジ効果と呼ばれる周辺部の強調が少
なく、均一な画像が得られる長所がある。特に上記一成
分系磁性トナーを用いた磁気ブラシ現像方法は、例え
ば、上記二成分系現像剤を用いる場合に較べて現像装置
の単純化が可能であり、かつ、安定して高品質の画像が
得られるという長所がある。

【０００５】上記磁気ブラシ現像方法に関して、例え
ば、特公昭４０−１７２２７号公報には、静電潜像形成
面と磁気ブラシの磁石との間に非磁性体の網を配置し、
この網あるいは磁石を振動させることにより、磁気ブラ
シを構成するキャリア及びトナーを混合・攪拌し、ブラ
シの先端に絶えずトナーを供給して現像効果を向上させ
るようにしたものが開示されている。更に、同公報に
は、高い周波数でブラシを振動させることが可能である
ことや、網目の大きさを変えることでブラシ部分の硬さ
を調節できることが開示されている。また、実開昭５３
−１６４４１号公報には上記特公昭４０−１７２２７号
公報同様、静電潜像形成面と磁気ブラシの磁石との間に
非磁性体を配設するものとして、潜像担持体表面と一成
分系磁性トナー保持体との間に非磁性で、かつ、表面が
絶縁性の電極を配設し、これに現像用バイアス電圧を印
加し得るようにしたものが開示されている。

【０００６】また、例えば、特公昭３７−１２６４０号
公報には、吸着した磁性現像剤で磁気ブラシを形成した
磁石を振揺させることにより、磁気ブラシを振揺させつ
つ感光紙上を摺刷して現像操作を行なうものが開示され
ている。更に、同公報には、磁石として電磁石を利用
し、該電磁石に給電する電圧の大きさを変化させること
によって磁性現像剤の捕捉状態を変化させたり、該電圧
の供給を停止させることによって磁性現像剤の交換を容
易にしたりできることが開示されている。また、例え
ば、特公昭３９−８１４９号公報には上記特公昭３７−
１２６４０号公報と同様に、磁気ブラシを振揺させつつ
潜像上を摺刷して現像操作を行なうものとして、複数極
を有する回転円柱磁石を内包し、比較的低速で回転運動
して揺動可能な円筒スリーブに、印画紙の輸送方向と直
交する方向の往復運動を与えることで、現像むらを無く
し、鮮明な画像を得るようにしたものが開示されてい
る。

【０００７】ところで、近年、事務用機器の小型化（ダ
ウンサイジング）傾向にあって、画像形成装置も材料技
術の進歩とともに、いわゆる装置断面のダウンサイジン
グが盛んに行なわれている。例えば、感光体ドラムの径
を従来４０ｍｍであったものを３０ｍｍにしたり、２０
ｍｍにしたりすることが行なわれている。現像装置も同
様に、例えば、従来３０ｍｍであった現像ローラーの径
を２０ｍｍとして小型化を図ることが行なわれている。
ここで、一般的な現像装置であって、回転するスリーブ
を有し、このスリーブ上に現像剤を吸引して磁気ブラシ
を形成し、この磁気ブラシで現像を行い、現像剤をスリ
ーブ上から脱離させるサイクルを連続的に行なう磁気ブ
ラシ現像装置においては、現像剤を直接保持するスリー
ブ、スリーブ内に収容されてスリーブ軸方向に延在し、
スリーブ上に磁気ブラシを形成するための磁力を発生す
るマグネットロール、スリーブの軸受それぞれの回転軸
方向における位置関係は、軸受はマグネットロールの外
側、スリーブの端部は軸受の外側、軸の支持部はさらに
その外側となることは必然であった（例えば、特公昭４
１−３４２８号公報第４図、及び特公昭６２−５７９９
１号公報第３図参照）。そして、この様な現像装置にお
ける位置関係は、トナーの補給部を有する二成分現像装
置であるか、あるいはトナーの補給部を有しない一成分
現像装置であるかにかかわらず、現像装置が現像剤を直
接担持して回転するスリーブを有し、上記現像サイクル
を連続的に行う磁気ブラシ現像装置である限り、その現
像装置の基本構造であるため変わることは有り得ない。
つまり、一般的な現像マグネットロールを実用に供する
ための基本構造によって、必然的に現像装置の幅方向の
寸法は画像幅よりはるかに大なる寸法を必要としていた
ので、近年の小型化傾向の中にあっても、現像装置の幅
方向に関しては小型化は困難であった。

【０００８】また、従来の磁気ブラシ現像方法とこれに
用いる現像装置には、一般にトナーの補給機構等に可動
部が存在しているので、機械的に複雑になり、更に、装
置を稼動するとトナーに負荷が加わってトナーの劣化を
早めるという欠点があり、そのため、可動部をなくし装
置を簡易化することが望まれていた。

【０００９】そこで、例えば、特公昭５８−５２５８７
号公報には、上記欠点を解決するために、収納容器の下
方に磁性トナーの排出口を設け、この排出口の近傍に磁
石を配置して、磁性トナーを自重により磁気ブラシ形成
領域に移動させて排出口外部に磁気ブラシを形成し、か
つ、磁石の磁力によって排出口からのトナー流出を阻止
し、また、上記磁石を振動させることで磁性トナーの流
れをなめらかにした現像装置が開示されている。これに
よれば、磁性トナーは自重により磁気ブラシ形成領域に
移動できるため、特別にトナー補給機構を設ける必要が
ない。また、例えば、特公昭５５−６２２８号公報には
上記特公昭５８−５２５８７号公報同様、収納容器の下
方に磁性トナーの排出口を設け、この排出口の近傍に磁
性トナーを保持するための磁石を配置した現像装置が開
示されている。

【００１０】また、先に本出願人は、特願平５−６２８
０６号において、磁石の磁力で磁性現像剤からなる磁気
ブラシを形成し、該磁石を振動させて潜像担持体状に形
成された潜像を可視像化する現像方法であって、該潜像
担持体幅方向における長さが、該潜像担持体上の潜像形
成領域の該方向における幅より短くなるように設定され
た該磁石を、該磁気ブラシが該潜像形成領域の該方向に
おける全幅にわたって該潜像形成領域に対向するように
該方向に振動させることを特徴とする現像方法及びその
装置を提案した。また本出願人は、特願平５−２３５６
０４号において、磁石の磁力で磁性現像剤からなる磁気
ブラシを形成し、該磁石を振動させて潜像担持体状に形
成された潜像を可視像化する現像方法であって、該磁気
ブラシに該潜像担持体の幅方向の振動と該幅方向と直交
する方向の振動とを合成した振動を行わせ、かつ、該直
交する方向の振動を、該潜像担持体上の該磁気ブラシと
の対向部を通過する潜像形成領域の所定割合の部分が、
該磁気ブラシによって、該潜像担持体の移動方向と同じ
向きのスキャベンジと該潜像坦持体の移動方向と逆向き
のスキャベンジとを受けるような振動としたことを特徴
とする現像方法及びその装置を提案した。更に本出願人
は、特願平５−３５１９０９号において、磁石と該磁石
を振動させる磁石振動手段とを備え、該磁石の磁力で磁
性現像剤からなる磁気ブラシを形成し、該磁石を振動さ
せて潜像担持体上に形成された潜像を可視像化する現像
装置において、現像領域より下方に設けられて該磁石に
対して現像剤の供給を行う排出口を有する現像剤収容部
と、該磁石と略平行で、かつ該排出口近傍に設けられて
該排出口からの現像剤を該磁石に供給する現像剤供給磁
極と、多数の開口を有し、該磁石及び現像剤供給磁極を
覆うように配設された現像グリッドとを設けたことを特
徴とする現像装置を提案した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように磁気ブラ
シを形成する磁石を振動させる現像装置では、良好な現
像を行うために、磁気ブラシを潜像担持体表面にソフト
に接触させることが望ましい。上述の特願平５−３５１
９０９号で提案した現像装置によれば、磁気ブラシが、
磁石の振動によって現像グリッドで断続的に切断され、
一時的に現像グリッド上に担持されたり、その周辺で浮
遊したりするので、潜像担持体とのソフトな接触が可能
になる。ところが、本発明者等の研究によれば、磁石上
の磁気ブラシの一部に現像によるトナー消費が生じた場
合に、このトナー消費部分のトナー量の回復に時間がか
かり、その間に現像された潜像部分にトナー不足による
濃度低下が生じる恐れがあることがわかった。

【００１２】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、現像剤の磁気ブラ
シを形成する磁極を振動させて現像を行う現像方法及び
その装置であって、磁気ブラシと潜像担持体とのソフト
な接触を可能にするとともに、現像によりトナーが消費
された磁気ブラシ部分のトナー量を速やかに回復させる
ことができる現像方法及びその装置を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１の現像方法は、潜像坦持体と対向配置さ
れた現像磁極の磁力で磁性現像剤からなる磁気ブラシを
形成し、該現像磁極を振動させて該潜像担持体上に形成
された潜像を可視像化する現像方法において、該現像磁
極に現像剤を供給する現像剤供給磁極を、該現像磁極の
下方に該現像磁極と略平行に設けるとともに、該現像磁
極と該現像剤供給磁極とにまたがる多数のリブと、各磁
極それぞれに少なくとも１つ対向するように設けられ
た、該リブに交差して該現像磁極の長手方向に伸びる複
数のけたとを有する現像グリッドを、両磁極が形成され
た磁石面に接触する位置に配置し、両磁極に該グリッド
の面に沿った平行回転の振動を与えることにより、磁気
ブラシを前記長手方向に移動せしめるようにしたことを
特徴とするものである。ここで、「平行回転の振動」と
は、磁極の各部が円を描くような振動である。

【００１４】また、請求項２の現像方法は、請求項１の
現像方法において、上記現像剤供給磁極を上記現像磁極
と同極の磁極とし、該現像剤供給磁極を該現像磁極の下
方であって、上記振動の上下方向における振幅の２倍以
内の距離の箇所に設けたことを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項３の現像装置は、潜像坦持体
と対向配置された現像磁極の磁力で磁性現像剤からなる
磁気ブラシを形成し、該現像磁極を振動させて該潜像担
持体上に形成された潜像を可視像化する現像装置におい
て、該現像磁極に現像剤を供給する現像剤供給磁極を、
該現像磁極の下方に該現像磁極と略平行に設け、該現像
磁極と該現像剤供給磁極とにまたがる多数のリブと、各
磁極それぞれに少なくとも１つ対向するように設けられ
た、該リブに交差して該現像磁極の長手方向に伸びる複
数のけたとを有する現像グリッドを、両磁極が形成され
た磁石面に接触する位置に配置し、両磁極に該グリッド
の面に沿った平行回転の振動を与えるようにしたことを
特徴とするものである。

【００１６】また、請求項４の現像装置は、請求項３の
現像装置においては、上記現像剤供給磁極を上記現像磁
極と同極の磁極とし、該現像剤供給磁極を該現像磁極の
下方であって、上記振動の上下方向における振幅の２倍
以内の距離の箇所に設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】請求項１の現像方法あるいは請求項３の現
像装置においては、現像領域にある現像磁極と、これよ
りも下方に設けた現像剤供給磁極とにより、磁性現像剤
を保持して磁気ブラシを形成する。これら両磁極に、現
像グリッドに接触する位置で、該グリッド面に沿った平
行回転の振動を与える。この振動における磁極の上下方
向の変位により、各々の磁極に保持した磁気ブラシを、
現像グリッドの長手方向に伸びている各々のけた（Ｓｐ
ａｒ）で切断する。また、この振動における磁極の左右
方向の変位により、各々の磁極に保持した磁気ブラシ
を、現像グリッドのけたに交差するリブで切断する。こ
のように現像グリッドで磁気ブラシを断続的に切断し、
磁気ブラシが、一時的にグリッド上に担持されたり浮遊
したりする状態をつくる。この状態で、磁気ブラシを潜
像坦持体にソフトに接触させ、潜像を摺擦して該潜像を
可視像化する。ここで、上記両磁極の平行回転の振動に
より、各磁極の磁力に保持されたトナーを、方向性を持
って移動させることができる。すなわち、現像磁極上の
磁気ブラシは、現像グリッドの対応するけた及びリブで
切断されながら現像磁極の長手方向における一方へ、現
像剤供給磁極上の磁気ブラシは、対応するけた及びリブ
で切断されながら上記長手方向の他方へと、両磁極上で
互いに逆の向きに移動する。そして、両磁極の一端で現
像剤供給磁極から現像磁極への現像剤の受渡しが行われ
る一方、両磁極の他端で現像磁極から現像剤供給磁極へ
の現像剤の受渡しが行われる。以上の各磁極上での長手
方向における互いに逆向きの移動及び両端での受渡し移
動の全体は、互いに平行な直線コース部分（両磁極が相
当）同士の両端それぞれがコーナ部分で連結されて周回
し得るようになっている陸上競技のトラック上で、一周
にわたって存在する磁気ブラシが、一定の周回方向に行
進しているように見える。このように互いに略平行に設
けられた両磁極上で磁気ブラシを一方向に循環移動させ
ることができる。この現像磁極上での長手方向における
一方への磁気ブラシの移動が、上述のように、現像グリ
ッドによる磁気ブラシの接断によって現像剤を活発に活
動している状態で行なわれることにより、長手方向の一
部のトナーが現像によって消費された場合に、その部分
に回りからトナーが瞬時に移動してトナー量を速やかに
回復させることができる。また、上記磁気ブラシの循環
移動中、現像磁極上にトナーが多いときはトナーを下方
のトナー供給磁極側へ、現像磁極にトナーが少ないとき
は現像剤供給磁極から上方の現像磁極へと移動させる。
このトナーの移動は、上記磁気ブラシの循環移動とは異
なり、目視できないほどのスピード及び量で瞬時に行な
われる。このトナーの移動も、上記長手方向において部
分的にトナーが消費された部分のトナー量を速やかに回
復させるのに寄与する。以上の両磁極にまたがる磁気ブ
ラシの循環移動及び両磁極間でのトナーの交換により、
上記磁気ブラシを形成するトナーが現像で消費された分
を、現像領域より下方に設けられた現像剤供給部の現像
剤を現像剤供給磁極に供給し、更に該現像剤供給磁極を
介して現像磁極上に供給することにより補う。

【００１８】更に、請求項２の現像方法あるいは請求項
４の現像装置においては、上記現像剤供給磁極が現像磁
極と同極であり、しかも現像磁極との距離が、上記振動
の上下方向における振幅の２倍以内であるため、現像剤
供給磁極の磁力に拘束されていた現像剤が、上述の磁極
振動による現像グリットでの磁気ブラシの切断によって
流動化し、上記平行回転の振動によりこれに対して接近
してきた現像磁極の磁力に拘束されて、現像剤供給磁極
から現像磁極へ供給される。この現像磁極へ供給される
現像剤の量は、両磁極間の距離が短いほど、また、両磁
極間の距離に比して振動振幅が大きいほど増加する。

【００１９】ここで、上記両磁極の振動は、回転・振動
変換手段を用い、駆動モーターの回転を所定の振動に変
換して両磁極に伝えることによって、両磁極に与えるこ
とができる。この場合、該駆動モーターの回転数により
磁気ブラシの移動速度を調整できる。よって、該回転数
の設定により所望の磁気ブラシの移動速度を所望の移動
速度に設定することができる。

【００２０】またこの場合、上記駆動モーターの回転数
を３０００ｒｐｍ以下とすることで優れた画質と安定し
た現像磁気ブラシを維持することができる。

【００２１】またこの場合、上記回転・変換手段を上記
駆動モーターの回転軸に偏心カムを取り付けて構成する
ことができる。このとき、該偏心カムの偏心量の設定に
よって所定の移動速度を得ることができる。

【００２２】特に、上記偏心カムの偏心量を３ｍｍ以下
にすれば、画像形成装置へ無用な振動を与えることな
く、所定の速度で磁気ブラシを移動させることができ
る。

【００２３】特に、現像磁極や現像剤供給磁極の磁力を
２５０ガウス以上とすることで、それぞれ安定的に磁気
ブラシを保持することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
るプリンター装置（以下、プリンターという）に採用さ
れる現像装置に適用した実施の形態について説明する。
図１は本実施形態に係るプリンターの外観を示す概略構
成図である。プリンター１の上面には蓋２が開閉自在に
取り付けられている。プリンター１の上面の操作部分
は、図１（ａ）に示すように蓋２を閉めた状態のとき
は、この蓋２によって覆われるようになっている。図１
（ｂ）は蓋２を開放した状態のプリンター１の概略構成
図である。このとき、蓋２の図中手前面には印字用紙Ｐ
をプリンター１内部に案内する用紙ガイド２１が設けら
れており、この用紙ガイド２１に沿って上方から印字用
紙Ｐを所定の位置まで挿入して印字の準備を行なうよう
になっている。そして、操作表示部３から所定の指示を
与える等の操作により、図示しないパーソナルコンピュ
ーター等から出力されたデーターが印字された印字用紙
Ｐが、プリンター１の前面に設けられた排出口４から排
出される。また、プリンター１はボタン５を押し下げる
ことによってプリンター１の上部筐体を開放し、この中
の各種部品をプリンター１の外に取り出せるように構成
されている。

【００２５】図２は上記プリンター１の横断面図であ
る。蓋２の用紙ガイド２１に沿って所定の位置まで挿入
された印字用紙Ｐはレジストローラー６の位置で所定の
タイミングを取って装置内へ搬送され、装置内を移動し
て潜像担持体としての感光体ドラム７の表面に次に説明
するようにして形成されたトナー像が、転写手段１１に
より転写される。トナー像形成のためには、まず感光体
ドラム７が帯電手段８によって、例えば−７００Ｖの表
面電位を与えられる。次いで、レーザービーム等の露光
手段９により像露光されて、例えば画像部が−１００Ｖ
の表面電位の静電潜像とされる。この静電潜像が現像装
置１０内に収容された負に帯電した一成分磁性現像剤と
してのトナーＴで反転現像されて可視化され、これによ
り、トナー像が形成される。トナー像が転写された印字
用紙Ｐは定着手段１２の一対の熱ローラーの間を通るこ
とでトナー像が定着されてプリンター１の前面に設けら
れた排出口４から排出される。転写手段１１によりトナ
ー像が印字用紙Ｐに写し取られた感光体ドラム７は、そ
の上の残留トナーがクリーニング手段１３により除去さ
れて、繰り返し使用される。 （以下、余白）

【００２６】図３はプリンター１の上部筐体を開放して
現像装置１０を取り出した状態を示す図である。現像装
置１０は、後述するようにトナーＴを貯留する部分と現
像機構部分とモーターとが一体に構成され、プリンター
１の上方へ略垂直に引き出せるようになっている。な
お、現像装置１０は、この例に限らず感光体ドラム７、
クリーニング手段１３等々と共に一体で取り出せるよう
な構成のものであっても良い。

【００２７】図４は現像装置１０の全体構成を示す組立
図、図５は同現像装置の断面図である。現像装置１０
は、内部に磁性現像剤としての一成分磁性トナーを収容
し、収容したトナーが通過して静電潜像を現像するため
の開口部１５が前面に形成されたケース１０ａを備えて
いる。このケース１０ａの側面には、プリンター１に装
着したとき所定の位置に納まるようにケース１０ａを案
内するための、例えば図に示すような溝等で構成される
ガイド手段１４が設けられている。このガイド手段１４
は、例えば、プリンター１本体内部に設けられた凸状の
位置決め部材（図示せず）に沿うことによりケース１０
ａがプリンター１本体内部の所定の位置に収まるような
関係とされている。これにより、簡単な操作で間違いの
ない取扱いができる。また、ケース１０ａの背面にはト
ナーを充填するための開口（図示せず）が設けられてお
り、この開口にはトナー充填後キャップ部材１０ｄが取
り付けられる。また、ケース１０ａの背面部には、プリ
ンター１本体の電源からの電力を受け入れるための端子
３０が設けられている。

【００２８】上記ケース１０ａ内の上記開口部１５近傍
には、内部に収容されているトナーの一部を磁力で保持
て、前面の開口部１５から外部に延出する磁気ブラシを
形成する永久磁石からなる磁石１６と、この磁石１６を
覆うように該磁石１６と開口部１５との間に配設された
現像グリッド２０とが設けられている。この磁石１６は
磁石ホルダー１８に固定され、該磁石ホルダー１８が後
述する回転・振動変換機構を兼ねた支持手段によりケー
ス１０ａに支持されている。そして、このケース１０ａ
には、磁石ホルダー１８に所定の運動をさせるための駆
動源である直流モーター（以下、モーターという）Ｍが
取り付けられている。具体的には、図５に示すように該
ケースと一体に設けられた、モータ取り付けスペース
と、磁石ホルダー１８などが設けられて、かつトナーを
収容するスペースとの間を区画する隔壁２３の垂直部分
にネジなどで固定されている。このモーターＭが上記端
子３０と電気接続され、プリンタ本体側の例えば乾電池
から電力の供給を受けるようになっている。

【００２９】上記磁石１６が固定されている磁石ホルダ
ー１８における磁石保持面とは反対側の裏面側には、３
ヶ所に穴が設けられている。これらの穴それぞれに、平
頭付きの回転部材２９ａ，２９ｂ，２９ｂが係合してい
る。具体的には、各回転部材２９ａ，２９ｂ，２９ｂの
先端面における回転中心からずれた箇所から突出させて
設けた回転中心線と平行なピン（以下、偏心ピンとい
う）が、上記穴に滑動自在に挿入されている。これらの
回転部材２９ａ，２９ｂ，２９ｂのうち、磁石ホルダー
１８の長手方向中央に形成された穴に係合する回転部材
２９ａは、図５に示すように上記隔壁２３に形成されて
いる孔を貫通してケース内の背面側に延び、前述のよう
にケース１０ａに固定されているモーターＭの出力軸に
固着されている。磁石ホルダー１８の両端部に設けられ
た穴に係合する他の２つの回転部材２９ｂ，２９ｂは、
それぞれ上記垂直板１０ｂに回転自在に取り付けられて
いる。これらの回転部材２９ａ，２９ｂ，２９ｂが磁石
ホルダー１８の支持機構を構成し、かつ、上記モーター
Ｍの出力軸の回転を、図４中矢印Ａで示すような磁石１
６の各部が円を描く平行回転の振動に変換して磁石ホル
ダー１８に伝える、回転・振動変換機構を構成してい
る。この回転・振動変換機構よる平行回転の振動につい
ては後に詳述する。なお、上記出力軸に固着された回転
部材２９ａは、該出力軸の回転を接触的に磁石ホルダー
１８に伝達し、他の回転部材２９ｂ，２９ｂは、上記駆
動回転部材２９ａの回転により運動する磁石ホルダー１
８に偏心ピンを介し追従して回転する。

【００３０】上記磁石１６の長手方向の長さ（図中、マ
グネット幅と示す）は、印字用紙Ｐ上の画像幅と磁石１
６の長さとの長手方向における関係を示した図６に示す
ように、印字用紙Ｐにトナー像を転写する最大幅である
ところの、感光体ドラム７上の潜像形成領域の感光体ド
ラム７軸方向における幅（図中、画像域と示す）よりも
短く設定されている。このように潜像形成領域の幅より
短い磁石１６によって形成される磁気ブラシが、磁石ホ
ルダー１８と一体の磁石１６の平行回転の振動より感光
体ドラム７上の潜像形成領域の全幅、すなわち図６中の
画像域全域にわたって対向できるように、該磁石ホルダ
ー１８の感光体ドラム幅方向の振動幅が設定されてい
る。具体的には、所望の振動幅になるように、上記駆動
回転部材２９ａの偏心ピンの偏心量が設定されている。
なお、実用的な偏心量としては５ｍｍ以下、好ましくは
３ｍｍ以下に設定することが望ましい。

【００３１】現像装置１０の前面に設けられた上記現像
グリッド２０には斜めストライプ形状で多数の孔が形成
されており、現像の際に地肌汚れを防止するために図示
しない電源により例えば−５００Ｖの現像バイアス電圧
が印加されている。この現像グリッド２０の材質は導電
性であれば、磁性、非磁性を問わない。但し、磁性体を
用いる場合は磁気シール作用が強くなりすぎないように
その厚さを０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下
とするのが望ましい。また、現像グリッド２０に設ける
斜めストライプの孔のピッチとしては２ｍｍ以下、好ま
しくは１ｍｍ以下とするのが良い。また、この多数の孔
が現像グリッド２０の全面積に占める割合、即ち開口率
としては、３０％以上とするのが望ましい。特に、画質
を良好にするには６０％以上とするのが好ましい。な
お、本実施例は、この現像グリット２０に長手方向に伸
びる２本のけたを設けたことを特徴とする（図１４中の
２０ｂ，２０ｃ参照）。このけたについては、後に詳述
する。

【００３２】ここで、磁石ホルダーの平行回転の振動に
ついて説明する。この平行回転の振動は、図７に示すよ
うな４本のリンクが連結されたいわゆる平行４節両クラ
ンク機構における上側リンク９０ａの運動と同様の運動
である。すなわち、図７の平行４節両クランク機構にお
いて、図中上下に配設されたリンク９０ａ，９０ｂは互
いに同一長さに構成され、平行に配設されている。ま
た、図中左右に配設されたリンク９０ｃ，９０ｄも互い
に同一長さに構成され、平行に配設されている。そし
て、下側リンク９０ｂは固定されており、左右側リンク
９０ｃ，９０ｄは、下側リンク９０ｂとの連結部を中心
にして図中の矢印方向に回転するようになっている。こ
の４節両クラン機構においては、左右側リンク９０ｃ，
９０ｄがそれぞれ矢印方向に回転することにより、上側
リンク９０ａは、その任意の点が円を描くような運動を
行う。これが上記平行回転の振動である。

【００３３】一方、本実施例の回転・振動変換機構にお
いては、回転部材２９ａ，２９ｂ，２９ｂがそれぞれ図
１１中の左右側リンク９０ｃ，９０ｄに相当し、駆動モ
ーターＭを回転させると、回転部材２９ａ，２９ｂ，２
９ｂの偏心量γを半径とした回転運動が磁石ホルダー１
８に伝えられる。これにより、該磁石ホルダー１８は任
意の点Ａが直径２γの円を描く、上記４節両クラン機構
と同様の平行回転の振動を行う。

【００３４】この平行回転の振動によって、磁気ブラシ
Ｂの任意の箇所の感光体ドラム７上軌跡は、例えば図８
（ａ）のようになる。すなわち、図８（ａ）は、例えば
感光体ドラム表面の移動速度Ｖ＝３７mm/sec（６pp
m）、磁石１６の回転周波数ω＝５０Hz、偏心カム１９
ａ，１９ｂの回転偏心量φ＝２mmのときの磁気ブラシＢ
の任意の箇所の感光体ドラム７上における軌跡を示した
ものであり、この軌跡は図示のように螺旋状になる。そ
して、この場合の感光体ドラム移動方向に対する順方向
での磁気ブラシＢのスキャベンジ（正スキャベンジ）の
ピッチＰ１は、Ｖ／２ω＋φで求められ、３７／（２×
５０）＋２＝２．３７mmとなる。また、この場合の感光
体ドラム移動方向に対する逆方向での磁気ブラシＢのス
キャベンジ（逆スキャベンジ）のピッチＰ２は、Ｖ／２
ω−φで求められ、３７／（２×５０）−２＝１．６３
mmとなる。ここで、Ｐ２／Ｐ１を求めてみると、１．６
３／２．３７≒０．６９となり、図８（ａ）の場合は、
感光体ドラム７上の一度磁気ブラシＢが通過した画像部
の約７割が、もう一度逆方向から磁気ブラシＢでスキャ
ベンジされることがわかる。

【００３５】なお、図８（ｂ）は、磁石１６が感光体ド
ラム７の長手方向にのみ振動する構成において、例えば
感光体ドラム表面の移動速度Ｖ＝３７mm/sec（６pp
m）、磁石１６の振動周波数ν＝５０Hzのときの磁気ブ
ラシＢの任意の箇所の感光体ドラム７上における軌跡を
示したものであり、この軌跡は図示のように波形とな
る。そして、この場合の感光体ドラム移動方向における
該軌跡のピッチＰは、Ｖ／νで求められ、３７／５０＝
０．７４mmとなり、感光体ドラム７上の一度磁気ブラシ
Ｂが通過した画像部は再度逆方向から磁気ブラシＢでス
キャベンジされることがない。

【００３６】以上の構成において、例えば図５に示すよ
うに、磁気ブラシＢは、磁石１６の磁力によってグリッ
ド２０に形成された孔を通って開口部１５からケース１
０ａ外部にまで延出している。この磁気ブラシＢのトナ
ーは、静電潜像の現像時に、上述のようにして磁石１６
が平行回転の振動することにより、ケース１０ａ内の下
部から図示の矢印ＤのようにトナーＴが移動し、更に磁
石１６面を垂直に上昇して供給されたものである。この
磁気ブラシは、トナーを直接担持する磁石１６が回転す
ることにより、現像グリッド２０に対して相対的に移動
し、該現像グリッド２０により断続的に切断される。こ
の結果、切断された磁気ブラシは一時的に現像グリッド
２０上で保持されたり、その周辺部分で浮遊したりする
動作を繰り返す。この現象によって現像動作時に磁気ブ
ラシから静電潜像へ供給されたトナーは、静電潜像とソ
フトな接触が保証される。これにより、諧調性に優れた
良好な画像を得ることができる。

【００３７】上述のようにトナーＴが磁石１６面を上昇
する現象は、現像グリッド２０で切断されて自由になっ
たトナーＴを、磁石１６が形成する磁界のトナーＴに対
する吸引力で、上方に移動させることによって生じてい
るものと考えられる。また、開口部１５が磁気ブラシＢ
で満たされているときは、磁石１６下方からトナーＴが
続いて進出することがない。これは、磁気ブラシＢに加
わる重力と、磁石１６が作る磁気吸引力とが釣り合うた
めと考えられる。更に、磁気ブラシＢが潜像の現像のた
めに消費されると、磁石１６下方からのトナーＴの進出
圧が高まって該トナーＴが図示矢印Ｄのように移動する
ため、開口部１５における磁気ブラシＢの量は常に一定
に保たれる。

【００３８】なお、以上のような磁気ブラシＢへのトナ
ー供給量の制御や、ケース１０ａの開口部１５からのト
ナーＴの漏れ防止の観点から、ケース１０ａの前側板部
１０ｃと磁石１６との間の隙間を、適当な大きさに設定
することが望ましい。本発明者等の実験によれば、厚さ
２ｍｍ、磁束密度７５０ガウス、幅１２ｍｍのゴム磁石
を用いた場合、上記隙間の適当な大きさは３ｍｍ以下で
あり、好ましくは１ｍｍ以下であった。このように前側
板１０ｃはトナー供給量規制部材として機能するものと
考えられるが、何らかの都合で、上記隙間を上記適当な
大きさより大きくする必要がある場合には、該隙間のト
ナーＴが移動する経路の途中にドクターブレードのよう
なトナー規制部材を設けても良い。

【００３９】以上の現像装置の構成によれば、長手方向
の長さが感光体ドラム７上の潜像形成領域の感光体ドラ
ム７軸方向における幅よりも短い磁石１６を、潜像形成
領域の感光体ドラム７軸方向の幅と上記磁石１６の長手
方向の長さとの差分に相当する振幅で振動させ、しかも
磁石１６を振動させる磁石振動手段を磁石１６の長手方
向端部ではなく磁石１６背部に設けているので、磁石１
６の幅と振幅とを合わせた長さに、一般に数ｍｍの現像
装置１０の外装部材の厚さのみを付加した長さを現像装
置１０の全幅とすることができる。そして、この全幅は
最大通紙幅にほぼ等しい長さにすることが可能であり、
現像装置１０の幅方向の小型化を図ることができる。

【００４０】例えば、磁石１６の振幅（図６中、マグネ
ット振幅と示す）を２ｍｍに設定し、最大通紙幅をＡ４
サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）とする。この場合、
感光体ドラム７としては、幅が２１０ｍｍを越えるもの
が選ばれる。Ａ４サイズの両側にそれぞれ幅５ｍｍの余
白部分を設けて残りを画像域とすると画像域の幅は２０
０ｍｍとなる。このときの磁石１６の長さは、上述した
ように磁石１６の振幅が２ｍｍに設定されていることか
ら、画像域の幅２００ｍｍから振幅２ｍｍを減じた値、
すなわち１９８ｍｍとすれば画像域は完全にカバーする
ことができる。つまり感光体ドラム７上の潜像形成領域
全域を磁気ブラシＢにより摺刷することができる。そし
て、通常、この磁石１６、駆動機構及びトナータンクを
外装部材で包んで現像装置１０とする。この外装部材と
しては、一般に厚さ１ｍｍ程度の樹脂材料を用いること
が多い。更に、外装部材と磁石１６との隙間にはスポン
ジ等のトナー漏れ防止用シール部材が取り付けられる。
これらを合わせても磁石１６の幅と振幅とを合わせた長
さに付加される長さは数ｍｍでよい。従って、この数ｍ
ｍが上記磁石１６の幅（１９８ｍｍ）と振幅（２ｍｍ）
とを合わせた長さ（２００ｍｍ）に加わるだけなので、
現像装置１０の幅を、上記最大通紙幅（２１０ｍｍ）に
ほぼ等しい長さにすることが可能である。つまり、従来
の装置のように感光体ドラム７の幅を越える長さは全く
必要としない。更に、通紙幅全部を画像域とする場合で
も、磁石１６の幅と振幅とを合わせた長さに付加する長
さは、上記と同様に現像装置１０の外装部材の厚さ、す
なわち数ｍｍのみでよい。この場合は、最大通紙幅に数
ｍｍが付加された幅の現像装置となるが、なおそれでも
種々の駆動機構が現像剤担持体軸方向端部に設けられた
現像装置に比べてはるかに小型な現像装置とすることが
できる。

【００４１】このように小型化を図れるので、容易に取
扱うことができる。更に、現像装置１０の小型化によ
り、プリンター自体も小型化できる。

【００４２】また、現像装置１０外部に従来の現像装置
におけるような回転駆動力伝達用のギアがないので、取
扱者が手を触れる場所である現像装置１０外部に潤滑用
グリース等がなく、現像装置１０の交換時等に取扱者の
手や装置周辺を汚すことがない。更に、上記ギア等から
取扱者の手を保護するようなカバーを設ける必要もな
く、装置構造を簡単にすることができ、また、装置外観
をスマートにすることができる。

【００４３】また、内部磁石の磁力で表面に磁気ブラシ
を形成した現像ローラを回転駆動させて現像を行う従来
の現像装置においては、現像ローラを外部から回転させ
ると該現像ローラの回転に伴って現像剤が流出してしま
うことがある。このため、例えば該現像ローラに大きな
負荷をかけるなどして該現像ローラに対する無用の操作
に抗するように構成する必要がある。これに対して上記
現像装置１０においては、負荷が少なく上記磁石振動手
段を簡単に手で動かせるが、外部から動かしても現像剤
を流出させることがないので、上記のような無用の操作
に抗するための大きな負荷をかける必要がない。

【００４４】また、磁気ブラシが、磁石１６の振動によ
って現像グリッド２０で断続的に切断され、一時的に現
像グリッド２０上に担持されたり浮遊したりして静電潜
像とソフトに接触するので、現像動作時の現像像形成を
より良好に行わせることができる。また、磁石１６が固
着された磁石ホルダー１８が回転部材２９ａ，２９ｂあ
るいは偏心カム１９ａ，１９ｂの回転によって平行回転
運動を行う結果、磁石１６の長手方向に直交する方向の
振動によってトナー供給部の間口を広げることができる
ので、単に磁石１８の長手方向にのみ振動させる場合に
比してトナーの供給を滑らかにすることができる。ま
た、磁気ブラシを現像グリッド２０であらゆる方向から
切断し、トナーをより流動化させることができるので、
磁石１６に対するトナーのより良好な供給を図ることが
できる。また、感光体ドラム７上の画像部は、感光体ド
ラム７の移動方向と平行な方向や感光体ドラム７の長手
方向等様々な方向から磁気ブラシＢでスキャベンジされ
るので、画像のシャープ性を向上できる。特に、感光体
ドラム７上の一度磁気ブラシＢが通過した画像部の例え
ば約７割を、一度磁気ブラシＢでスキャベンジした後、
もう一度逆方向から磁気ブラシＢでスキャベンジするよ
うにした場合、画像のシャープ性を一層向上させること
ができる。

【００４５】また、感光体ドラム７との対向部に形成さ
れる現像領域におけるトナーの流れが下から上になるよ
うに構成されているため、感光体ドラム７表面を該現像
領域において下から上に移動させ、かつ、印字用紙Ｐを
感光体ドラム７の上方に搬送して該上方でトナー像を該
印字用紙Ｐの下面に転写、定着させて画像を得る上搬送
形式のプリンター及び該上搬送形式のプリンターに好適
である。

【００４６】また、本発明者らの実験によれば、磁石１
６を振動するための駆動モーターＭとしては、１．５Ｖ
の単３乾電池２本で作動するモーターであれば現像動作
を行なわせる上で問題無いという結果も得られた。

【００４７】図９〜図１３は、上記現像装置１０におけ
る磁石に平行回転の振動を行わせるための他の構成例の
概略構成図である。図９において板状のシャーシ等の隔
壁２３の長手方向一端部には、回転駆動源としての駆動
モーターＭが、隔壁２３のモーター取付面２３ａと反対
の面２３ｂ側にその駆動シャフト２４ａを突出させて取
り付けられている。この駆動シャフト２４ａには偏心回
転部材としての駆動偏心カム１９ａが固着されている。
また、隔壁２３の長手方向他端部の駆動シャフト突出面
２３ｂ側には、固定シャフト２４ｂがカシメ等で固着さ
れており、該固定シャフト２４ｂには偏心回転部材とし
ての従動偏心カム１９ｂが回転自在に取り付けられてい
る。そして、駆動偏心カム１９ａ及び従動偏心カム１９
ｂは、磁石が固定される板状の磁石ホルダー１８に形成
された孔１８ａ，１８ｂにそれぞれ摺動回転自在に嵌合
されている。以上の駆動偏心カム１９ａ、従動偏心カム
１９ｂ、及び孔１８ａ，１８ｂが形成された磁石ホルダ
ー１８が回転・振動変換機構を構成している。なお、上
記磁石１６は、例えば両面接着テープ等で磁石ホルダー
１８に固着されている。この構成例においては、偏心カ
ム１９ａ，１９ｂがそれぞれ図１１中の左右側リンク９
０ｃ，９０ｄに相当し、駆動モーターＭを回転させる
と、偏心カム１９ａ，１９ｂの偏心量γを半径とした回
転運動が磁石ホルダー１８に伝えられる。これにより、
該磁石ホルダー１８及び磁石は、その任意の点Ａが直径
２γの円を描く、上記４節両クラン機構と同様の平行回
転の振動を行う。

【００４８】なお、この構成例においては図１０に示す
ように、上記隔壁２３の長手方向他端部にも上記駆動モ
ーターＭと同一の駆動モーターＭ’を該駆動モーターＭ
と同様にして取り付け、従動偏心カム１９ｂを駆動モー
ターＭ’の駆動シャフト２４ｃに取り付けて上記駆動偏
心カム１９ａの回転と同期させて回転させるようにして
もよい。また、上記駆動モーターＭの回転をギヤあるい
はベルト等を用いて上記従動偏心カム１９ｂに伝えるよ
うに構成し、従動偏心カム１９ｂを上記駆動偏心カム１
９ａの回転と同期させて回転させるようにしてもよい。
更に、図１１に示すように、上記偏心カム１９ａ，１９
ｂ及び上記孔１８ａ，１８ｂの互いに摺動する面をそれ
ぞれ嵌合可能なようにテーパー状に形成しても良い。こ
うすることによって、該偏心カム１９ａ，１９ｂと該孔
１８ａ，１８ｂとの嵌合を容易に行えるようになる。

【００４９】また、偏心カム１９ａ，１９ｂの回転によ
り磁石１６が取り付けられた磁石ホルダー１８が平行回
転運動を行うとき、磁石１６の質量分の慣性力でプリン
ター１内の他部品が振動してしまい、騒音等が発生する
ことがある。これを防止するためには、図１２に示すよ
うに、偏心カム１９ａ，１９ｂにバランサー部材２８を
取り付け、偏心カム１９ａ，１９ｂの回転中心位置１９
１と、最大変位量を与える点１９２と、バランサー部材
２８が取り付けられた偏心カム１９全体の重心位置１９
３とを、互いに同一直線上にあり、かつ、該回転中心位
置１９１に対して該最大変位量を与える点１９２と該重
心位置１９３とが反対側になるように設定する。この構
成によれば、バランサー部材２８が取り付けられた偏心
カム１９ａ，１９ｂを、磁石ホルダー１８の孔１８ａ，
１８ｂに嵌合させて回転させると、偏心カム１９ａ，１
９ｂの最大変位量を与える点１９２側には磁石１６の質
量分の慣性力がかかる。ところが、バランサー部材２８
を含む偏心カム側の重心位置１９３は、回転中心位置１
９１に対して上記最大変位量を与える点１９２と反対側
にあるため、上記磁石１６の質量分の慣性力と、回転に
よる偏心カム側自体の慣性力とを互いに釣合わせること
ができる。よって、偏心カム１９ａ，１９ｂの回転によ
り磁石１６が取り付けられた磁石ホルダー１８が平行回
転運動を行うときに発生するプリンター１内の他部品の
振動や騒音等を抑えることができる。

【００５０】以上の構成例の他、上記図７に示したよう
なリンク機構そのものも使用できる。また、図１３に示
すように、例えば、磁石１６の側部及び下部に、摺動溝
２６ａ，２６ｂが形成されたガイド部材２５ａ，２５ｂ
を取り付け、それぞれのガイド部材２５ａ，２５ｂの摺
動溝２６ａ，２６ｂに偏心軸２７ａ，２７ｂを嵌合さ
せ、それぞれの偏心軸２７ａ，２７ｂを駆動モーターＭ
１，Ｍ２で所定の同期をとって回転駆動させるようにし
たものも使用できる。

【００５１】次に、図１４を用いて、本実施例における
磁石１６及び現像グリッド２０の詳細について説明す
る。図１４において、本実施例の磁石１６は、静電潜像
の現像に寄与する現像磁極１６ａと、この現像磁極１６
ａに略平行に構成され、該現像磁極１６ａにトナーを供
給する、現像磁極と同極性のトナー供給磁極１６ｂとの
２つの磁極を有する。このような磁石１６は、それぞれ
の磁極に対応する２個の磁石１６の間に所定幅のスペー
サー１６ｃを設けて構成できる。また、１個の磁石に該
スペーサ１６ｃに相当する溝を形成して構成することも
できる。更に、着磁ヨークを所定の形状とし、連続した
平面の磁石部材を着磁して上記磁場を得ることにより構
成することもできる。

【００５２】なお、上記のように１個の磁石に溝を形成
して上記２種の磁極を形成する場合には、薄い非磁性の
金属板でこの磁石１６を覆い、溝の中にトナーが埋没し
ないようにすることが望ましい。また、この非磁性板と
磁石１６とは一体で振動するように両者を固定するのが
望ましい。このように磁石１６を非磁性板で覆うことに
より、トナーが該磁石１６に形成された溝に埋没して現
像領域におけるトナー量が不足するのを防止できる。ま
た、磁力を弱くすることができるので、トナーが過剰に
強力な力で保持されることを防止して、磁気ブラシの現
像グリッド２０による断続的な切断を良好に行わせるこ
ともできる。 （以下、余白）

【００５３】本実施例における現像グリッド２０は、上
記磁石１６あるいは上述のように非磁性板で覆われた磁
石１６に接触するように配置される。そして、現像グリ
ッド２０は、上下方向で各磁極にそれぞれ対応し、かつ
長手方向に互いに平行に延在する２つのけた２０ｂ，２
０ｃと、これら両けた２０ｂ，２０ｃと所定角度で交差
し、かつ、両磁極にまたがつて存在する多数のリブ２０
ａとが、枠フレーム２０ｄに支えられた形状になってい
る。

【００５４】そして、本実施例における上記磁石１６の
現像磁極１６ａと現像剤供給磁極１６ｂとの間隔、少な
くとも現像磁極１６ａの磁力、及び、磁石１６の平行回
転の振幅は、次のように設定される。すなわち、現像剤
供給磁極１６ｂに保持されている磁気ブラシは、該磁極
１６ｂに対峙する現像グリッドのけた及びリブで切断さ
れて流動化し、その一部のトナーは該磁極１６ｂの移動
に追従できないで該けた及びリブの近傍に取り残され
る。この取り残されたトナーに対して現像磁極１６ａが
最も近づいたときに、該トナーが現像磁極１６ａに捕獲
されるように設定する。具体的には、上記現像グリッド
２０の現像剤供給磁極１６ｂに対峙するけた２０ｃに、
磁石１６の平行回転によって現像磁極１６ａが最も接近
したときに、このけた２０ｃが現像磁極１６ａの現像磁
界の影響範囲内に入るように設定する。このような設定
により、現像グリッドの現像剤供給磁極１６ｂに対峙す
るけた２０ｃ近傍に取り残されたトナーのうち、現像磁
極１６ａに近い方のトナーが、該けた２０ｃに現像磁極
１６ａが最も近づいたときに、現像磁界の影響範囲内に
いってこれに捕獲され、このトナーを保持したまま現像
磁極１６ａが該けた２０ｃから遠ざかることで、現像磁
極１６ａ側へのトナー供給が完了するようになる。

【００５５】以上の磁石１６及び現像グリッド２０の構
成並びに磁石１６の平行回転の振幅設定により、本実施
例では、磁石１６の磁力に保持されたトナーを、磁石１
６が図示の矢印Ａ方向に回転するのに伴い、方向性を持
って移動させることができる。すなわち、図示の例にお
いては、現像磁極１６ａの磁気ブラシは、現像グリッド
２０の対応するけた２０ｂ及びリブで切断されながら図
中左へ、現像剤供給磁極１６ｂの磁気ブラシは、対応す
るけた２０ｃ及びリブで切断されながら図中右へと移動
する。そして、両磁極の右側端で現像剤供給磁極１６ｂ
から現像磁極１６ａへの現像剤の受渡しが行われる一
方、両磁極の左端で現像磁極１６ａから現像剤供給磁極
１６ｂへの現像剤の受渡しが行われる。以上の各磁極上
での長手方向における互いに逆向きの移動及び両端での
受渡し移動の全体は、互いに平行な直線コース部分（両
磁極が相当）同士の両端それぞれがコーナ部分で連結さ
れて周回し得るようになっている陸上競技のトラック上
で、一周にわたって存在する磁気ブラシが、一定の周回
方向に行進しているように見える。このように磁石１６
の上でトナーを一方向に循環移動させることができる。
そして、このトナーの循環移動中、現像磁極１６ａにト
ナーが多いときはトナーを下（トナー供給磁極１６ｂ
側）へ、現像磁極１６ａにトナーが少ないときはトナー
を上（現像磁極１６ａ側）へと移動させる。

【００５６】また、上記磁気ブラシの移動速度は磁石１
６の回転数と回転偏心量を選ぶことで所定の速度に設定
できる。図１５は、モーターＭの回転による磁石ホルダ
ー１８の回転数と、磁気ブラシの移動速度との関係を示
すグラフである。特性ラインａは平行回転による磁石各
部の円軌道の半径に相当する偏心量が３ｍｍの場合、特
性ラインｂは同偏心量が２ｍｍの場合、特性ライン特性
ラインｃは同偏心量が１ｍｍの場合、特性ラインｄは同
偏心量が０．５ｍｍの場合をそれぞれ示している。そし
て、境界線Ｋ１より左下側のハッチングを付した領域は
現像不良の領域を示し、境界線Ｋ２より右上側のハッチ
ングを付した領域はトナー飛散の領域を示す。このグラ
フからわかるように、上記回転数を大きくすると、磁気
ブラシの移動速度が増す。また、平行回転の偏心量を大
きくすると同様の効果を得ることができる。なお、現像
剤に与えられる加速度が増すと、トナー飛散の不具合を
生じる。加速が少なすぎると、現像不良となる。

【００５７】〔具体例〕次の条件で実験を行ったとこ
ろ、良好な画像を得ることが出来た。 現像グリッド２０ ：厚さ０．１ｍｍ 材質ステンレス
（ＳＵＳ４３０） リブ２０ａ ：幅０．１ｍｍ リブ間ピッチ１ｍ
ｍ 傾斜角度４５度 けた２０ｂ，２０ｃ：幅０．１ｍｍ ２０ａと２０ｃと
の間の距離６ｍｍ フレーム２０ｄ ：幅２ｍｍ けたとフレームとの間
の距離６ｍｍ 現像磁極１６ａ ：幅２．５ｍｍ 表面磁力７５０ガ
ウス 現像剤供給磁極１６ａ：幅２．５ｍｍ 表面磁力７５０
ガウス 磁極スペース１６ｃ：幅３．５ｍｍ 磁石偏心量 ：１ｍｍ（振幅では２ｍｍ） 回転数 ：２４００ｒｐｍ（振動数では４０
Ｈｚ）

【００５８】また、上記具体例の条件のうち、回転数の
みを変化させてみたところ、良好な画像を得るための適
正範囲の回転数の下限は１３００ｒｐｍ（振動数では２
２Ｈｚ）、上限は４０００ｒｐｍであった。なお、振動
による騒音防止の観点からは３０００ｒｐｍ以下が望ま
しいこともわかった。

【００５９】また、上記具体例の条件のうち、磁石偏心
量のみを変化させてみたところ、０．２５ｍｍ〜４ｍｍ
の範囲が使用可能で、０．７５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲
が特に好適であった。この偏心量の下限は、現像グリッ
ドのけたの幅が関係している。すなわち、この実験では
上記のように幅０．１ｍｍのけたを用いている。このけ
たが確実に磁気ブラシを切断するためには、偏心量を
０．２ｍｍ以上にしなければならない。

【００６０】また、上述のように現像剤供給磁極１６ｂ
から現像磁極１６ａへのトナー供給によって現像磁極１
６ａに保持されるトナーの量は、磁石１６の平行回転に
おける偏心量や、現像磁極１６ａと現像剤供給磁極１６
ｂとの間隔などで決まる現像剤供給磁極１６ｂに対峙す
る現像グリッド２０のけた２０ｃと現像磁極１６ａとの
距離関係、及び、現像剤供給磁極１６ｂや現像磁極１６
ａでトナーを保持する磁力によって調整できる。図１６
は、現像磁極１６ａの磁力と該磁極に保持されるトナー
量との関係を示すグラフである。これは、上記具体例の
現像グリッド２０を用い、偏心量１ｍｍ（振幅２ｍ
ｍ）、回転数２４００ｒｐｍ、両磁極とも同一磁力の条
件で行った実験の結果である。特性ラインＬ１は現像磁
極１６ａと現像剤供給磁極１６ｂとの距離が１ｍｍの場
合、特性ラインＬ２は現像磁極１６ａと現像剤供給磁極
１６ｂとの距離が２ｍｍの場合、特性ラインＬ３は現像
磁極１６ａと現像剤供給磁極１６ｂとの距離が４ｍｍの
場合をそれぞれ示している。このグラフからわかるよう
に、現像磁極に保持されるトナー量は、磁力が強いと多
くなる。２５０ガウス以下では回転振動の衝撃でトナー
は保持できない。また、現像磁極１６ａと現像剤供給磁
極１６ｂとの距離を変えると両磁極間を移動して安定す
るトナー量が変わる。距離を広げると少なくなるが、広
げすぎると不安定となる。前述のように、現像グリッド
２０の現像剤供給磁極１６ｂに対峙するけた２０ｃに、
磁石１６の平行回転によって現像磁極１６ａが最も接近
したときに、このけた２０ｃが現像磁極１６ａの現像磁
界の影響範囲内に入るためには、上記磁石の溝の部分１
６ｃの幅の限界は、振幅（この例では２ｍｍ）の２倍で
ある。

【００６１】そして、現像磁極１６ａに保持させるトナ
ー量は、１平方センチメートル当たり、２５ｍｇ以上、
好ましくは５０ｍｇ以上に設定することが望ましい。こ
れは次の理由による。すなわち、普通、現像に必要なト
ナー量は、現像で消費されるトナー量が、１平方センチ
メートル当たり１ｍｇであることから、現像領域に常時
この量のトナーが確保されている必要がある。更に本実
施例では、トナー分布が現像グリッドのリブやけたの影
響を受けないようにするため、１平方センチメートル当
たり、２５ｍｇ以上、好ましくは５０ｍｇ以上が必要に
なる。なお、このトナー量が多いほど、現像によって磁
気ブラシの一部のトナーが消費されても、その影響を受
けにくく、より低回転での現像が可能になる。一方、上
記トナー量は、１平方センチメートル当たり、２００ｍ
ｇ以下、好ましくは１５０ｍｇ以下に設定することが望
ましい。これはトナーが現像領域の出口側に溜って溢
れ、現像像に尾引きや地汚れが生じるのを防止するため
である。

【００６２】なお、磁極からの距離の違いによるトナー
の挙動を考えると、現像剤供給磁極に保持されている磁
気ブラシは、この磁極が形成されている磁石と接触する
ように配置されている現像グリッドのけた及びリブによ
って切断される。この現像グリッドが磁性体の場合は、
磁石によって磁化されるので、その周囲に少量のトナー
を保持する。このため現像グリッドから少し離れた部分
に、この現像グリッドによる磁気ブラシの剪断面ができ
る。最も流動的なトナーはこの剪断面の近傍に生じる。
剪断面より上方の（磁石から遠い部分の）トナーはあま
り流動的ではなく、集合した固まりになる。磁性体の現
像グリッドでは剪断面は現像グリッド表面からの距離
で、０．０５ｍｍ〜３ｍｍの範囲である。したがって磁
気ブラシの高さを３ｍｍ以内にしておけば全てのトナー
を流動化しておくことができる。非磁性の現像グリッド
ではトナー流動化の効果が低下し、剪断面は現像グリッ
ド表面から０ｍｍ〜２ｍｍの範囲となる。

【００６３】また、現像磁極のエッジと現像剤供給磁極
のエッジの両方のエッジが、それぞれ対峙するけたを中
心にして平行回転するように、磁極と現像グリッドのけ
たとの位置関係を設定した場合に、最も活発にトナーを
移動させることができる。この場合、両けたの間隔は、
現像磁極のエッジから現像剤供給磁極のエッジまでの距
離と等しくなる。

【００６４】以上の磁石１６及び現像グリット２０を備
えた本実施例の現像装置によれば、ケース１０ａ下部か
ら供給されたトナーは、トナー供給磁極１６ｂに一旦保
持され、該トナー供給磁極１６ｂから現像磁極１６ａに
供給される。このため、常に十分な量のトナーを現像磁
極１６ａに供給でき、現像領域において磁気ブラシを安
定して形成できる。よって、トナーを安定して静電潜像
に供給でき、良好な画像形成を安定的に維持できる。

【００６５】また、磁石１６に設けられた現像磁極１６
ａ及びトナー供給磁極１６ｂ、並びに２つのけた部を備
えた現像グリッド２０とを組み合わせて用いることによ
り、磁石１６の上でトナーを一方向に、活発かつ安定し
て循環移動させることができる。よって、このように磁
石１６や現像グリッド２０の構成を採用しない場合、例
えば、上記けたがなく、リブのみの現像グリッドや、け
た１つのみとリブからなる現像グリットを採用した場合
（この場合、前述のような目に見えるようなトナーの循
環移動をさせることはできない）に比して、現像磁極１
６ａ上の磁気ブラシ中の現像によるトナー消費部分のト
ナー量の回復を、速やかに行うことができ、現像磁極１
６ａ上に滞留するトナーの量をいっそう均一に安定させ
ることができる。なお、現像磁極や現像剤供給磁極を構
成する磁石の磁力が、現像有効幅での磁力バラツキが１
０パーセント以下、好ましくは５パーセント以下となる
程度に全幅にわたって均一であれば、磁気ブラシの高さ
は長手方向全幅にわたって自然に均一になろうとする。
これは、不均一な高さの磁気ブラシでは磁場が変形する
ため、磁気ブラシを構成するトナー自身のグラディエン
ト力が作用し、磁気ブラシの高いところから低いところ
ートナーが流れ込むことによる。本実施例によれば、上
述のように、トナーを活発かつ安定して循環移動させる
ことができるので、このようなトナー自身のグラディエ
ント力でトナー消費部分のトナー量を回復させる機能を
一層高めることができる。例えば、前述の具体例におい
ては、けた１つのみとリブからなる現像グリットを採用
した場合に比して２倍の早さで上記トナー消費部分のト
ナー量を回復できることが確認された。従って、現像磁
極１６ａ上での長手方向におけるトナー量の均一性によ
り、画像濃度の幅方向における均一化や安定化が図れ
る。

【００６６】なお、本実施例の現像装置においては、磁
性現像剤として一成分磁性トナーを用いたが、これに代
え、トナーと現像で消費される磁性キャリア粒子とから
なる一成分系磁性現像剤を用いてもよい。これにおいて
も、通常の二成分現像剤を用いるものとは異なり、比較
的大径のキャリアを繰り返し使用するもののように、キ
ャリア劣化やキャリアとトナーとの混合比の変動などの
不具合が生じない。

【００６７】以下、上記実施例の現像装置が、従来の現
像装置に比して優れているその他の点について説明す
る。前述の特公昭４０−１７２２７号公報の現像装置に
おいては、磁力の強いキャリアを用いた二成分現像方式
であるため、網の抵抗による駆動負荷を少なくするため
に網は非磁性であることが要求されていた。更に、二成
分現像方式のためトナー飛散が激しいという欠点があっ
た。これに対して本実施例の現像装置で現像剤として一
成分磁性トナー（一成分系磁性現像剤）を用いる場合、
従来の二成分現像剤を用いる装置に比べて現像剤の飛散
が押さえられ、また、駆動負荷もはるかに小さいため、
小型の駆動装置を使用することができ、画像形成装置の
より一層の小型化に寄与することができ、更に、トナー
の信頼性を高くすることができる。

【００６８】また、前述の実開昭５３−１６４４１号公
報に開示された現像装置においては、現像スリーブを有
する構造のため、装置は複雑で、現像装置の幅方向を小
型化するには障害があるという欠点があった。これに対
して本実施例の現像装置によれば、現像スリーブを有さ
ず、磁気ブラシは磁石１６上に直接担持されているの
で、現像剤担持体を簡単な構造とすることができ、現像
装置１０の幅方向の小型化を図ることができる。

【００６９】また、前述の特公昭３７−１２６４０号公
報に開示された現像装置の構造においては、上記従来の
磁気ブラシ現像装置の基本構造と異なり上記スリーブを
有しておらず、そのため軸受を必要としないため、現像
装置の幅方向を小型化するものとして期待される。しか
し、この現像装置においては、磁石として電磁石を利用
してそれに給電する電圧の大小と停止で磁性体粉末の捕
捉状態を変化させたり、交換を行なったりしており、一
般に磁性部材にエナメル銅線を多く巻き付けて構成する
電磁石に十分な磁力を与えて現像装置に用いるために
は、長手方向に多数の銅線を巻き付ける必要があるの
で、必ずしも現像装置の幅方向の小型化に有利ではない
という欠点があった。これに対して本実施例の現像装置
によれば、磁石１６として永久磁石を採用しているの
で、小型の磁石を用いることができ現像装置１０の幅方
向を小さくすることができる。

【００７０】また、前述の特公昭３９−８１４９号公報
に開示された現像装置においては、磁石は印画紙と同程
度の幅を有し、スリーブは磁石を内包して揺動可能に構
成されていることから、装置自体は幅方向に長くなって
しまい小型化には向いていないという欠点があった。更
に、磁気ブラシはスリーブ上に形成されており、磁石に
直接保持されていないため、スリーブが往復移動すると
トナーはスリーブ上で横滑りして摩耗し、特性が変化し
てしまうので、信頼性が低いという欠点があった。更
に、磁気ブラシはスリーブの揺動によってスリーブ上を
移動するものの、その移動はスリーブの摩擦抵抗を受け
て時間的に遅れたり、移動距離が減少したりするという
不具合を発生することがあるという欠点があった。これ
に対して本実施例の現像装置によれば、上述のように現
像装置１０の幅方向の小型化を図ることができる。ま
た、磁気ブラシは磁石１６上に直接担持されているの
で、トナーの特性が摩擦等により変化することがない。
また、磁石の移動に伴って、時間的に遅れたり移動距離
が減少したりすることなく移動できる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１の現像方法あるいは請求項３の
現像装置によれば、現像磁極及び現像剤供給磁極の平行
回転の振動により、各磁極の磁力に保持された磁気ブラ
シを、現像グリッドの対応するけた及びリブで切断し、
両磁極上で互いに逆の向きに長手方向に移動させるの
で、現像磁極上の磁気ブラシにおいて、現像によってト
ナー消費された部分に、回りからトナーを移動させてト
ナー量を速やかに回復させることができる。よって、現
像剤を安定して潜像に供給でき、良好な画像形成を安定
的に維持できるという優れた効果ある。また、両磁極の
振動によって現像グリッドで断続的に切断され、一時的
に現像グリッド上に担持されたり、浮遊したりしている
磁気ブラシは、潜像とソフトに接触するので、現像動作
時の現像像形成をより良好なものとすることができる。
また、現像領域において現像剤が下から上に移動するの
で、潜像担持体の表面が該現像領域で下から上に向かっ
て移動するように構成されている場合でも良好に現像を
行うことができる。

【００７２】更に、請求項２の現像方法あるいは請求項
４の現像装置によれば、上述の磁極振動による現像グリ
ットでの磁気ブラシの切断によって流動化した現像剤供
給磁極上の現像剤が、上記平行回転の振動でこれに接近
してきた現像磁極の磁力に拘束されて現像磁極へ良好に
供給されるので、上記回復を一層良好に行なわせること
ができる。

【００７３】ここで、両磁極に形成された磁気ブラシの
量を、現像グリッドによる接断で、そのほぼ全てを流動
化させることができる程度の量に設定すれば、現像剤供
給磁極に保持した現像剤を、現像グリッドで切断して十
分に流動化し、現像グリッド上を通過して現像磁極へ速
やかに供給されるようにできる。これによれば、現像領
域における磁気ブラシをより安定して形成できる。この
磁気ブラシの量は、例えば、両磁極の距離を適切に選ぶ
ことにより、所望の量に設定できる。

【００７４】また、駆動モーターの回転を、回転・振動
変換手段を用いて所定の振動に変換して両磁極に伝え、
これにより、該両磁極に保持されている磁気ブラシに平
行回転の振動を与える場合には、該駆動モーターの回転
数により、磁気ブラシの移動速度を調整できる。よっ
て、該駆動モーターの回転数設定により、現像で消費さ
れた現像剤の高さをそろえて常に一定の画像を得ること
ができるようにすることが可能である。更に、この駆動
モーターの回転数を、３０００ｒｐｍ以下に設定すれ
ば、トナー飛散を防止するとともに、振動騒音を少なく
することも可能になる。また、上記回転・変換手段とし
て、駆動モーターに取り付けられた偏心カムを用いる場
合、該カムの偏心量により磁気ブラシの移動速度を調整
できる。よって、駆動モーターの回転数を、振動騒音が
問題にならない程度の回転数に抑えながら、該偏心量の
設定により所望の磁気ブラシの移動速度を得ることが可
能である。但し、この偏心カムの偏心量は、トナー飛散
の防止の観点からは、３ｍｍ以下にする事が望ましい。

【００７５】また、現像磁極の磁力を２５０ガウス以上
とすれば、回転振動の衝撃で現像剤の無用の離脱を起こ
すことを防ぎ、安定的な磁気ブラシを維持することがで
きる。また、潜像担持体にこすりつけられても、その抵
抗に耐えて、磁気ブラシとしての機能を維持することが
できるので、良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例に係る蓋を閉めた状態のプリン
ターの概略構成図。（ｂ）は蓋を開放した状態のプリン
ターの概略構成図。

【図２】図１中のプリンターの横断面図。

【図３】プリンターの中から現像装置を取り出した状態
を示す説明図。

【図４】現像装置の全体構成を示す組立図。

【図５】現像装置内の断面構造を示す説明図。

【図６】画像幅と磁石幅との寸法関係を示す説明図。

【図７】平行４節両クランク機構の動作説明図。

【図８】（ａ）は実施例に係る現像装置における磁気ブ
ラシの任意の箇所の感光体ドラム上における軌跡につい
ての説明図。（ｂ）は幅方向にのみ磁石を振動させる現
像装置における磁気ブラシの任意の箇所の感光体ドラム
上における軌跡についての説明図。

【図９】他の構成例に係る磁石振動手段についての概略
構成図。

【図１０】同磁石振動手段の従動偏心カム側の構成の変
形例についての説明図。

【図１１】同磁石振動手段の偏心カムと磁石保持部材の
孔との構成の変形例についての説明図。

【図１２】同磁石振動手段の変形例についての説明図。

【図１３】同磁石振動手段の偏心カムの構成の変形例に
ついての説明図。

【図１４】磁石及び現像グリッドの説明図。

【図１５】モーターと磁気ブラシ移動速度との関係を示
すグラフ。

【図１６】磁石の磁力とトナー量との関係を示すグラ
フ。

【符号の説明】

Ｂ 磁気ブラシ Ｍ 駆動モーター Ｔ トナー Ｐ 印字用紙 １ プリンター ２ 蓋 ３ 操作表示部 ４ 排出口 ５ ボタン ６ レジストローラー ７ 感光体ドラム ８ 帯電手段 ９ 露光手段 １０ 現像装置 １１ 転写手段 １２ 定着手段 １３ クリーニング手段 １４ ガイド手段 １５ 開口部 １６ 磁石 １６ａ 現像磁極 １６ｂ トナー供給磁極 １６ｃ 磁気回路磁極 １６ｄ 孔 １８ ホルダー １８ａ 孔 １８ｂ 孔 １９ 偏芯カム １９ａ 駆動偏心カム １９ｂ 従動偏心カム ２０ 現像グリッド ２０ａ リブ ２０ｂ けた ２０ｃ けた ２１ 用紙ガイド ２２ 磁石保持部材 ２３ 隔壁 ２３ａ モーター取付面 ２３ｂ モーター取付面反対面 ２４ａ 駆動シャフト ２４ｂ 固定シャフト ２５ａ ガイド部材 ２５ｂ ガイド部材 ２６ａ 摺動溝 ２６ｂ 摺動溝 ２７ａ 偏心軸 ２７ｂ 偏心軸 ２８ バランサー部材 ２９ａ 駆動側回転部材 ２９ｂ 従動側回転部材 ９０ａ 上側リンク ９０ｂ 下側リンク ９０ｃ 左側リンク ９０ｄ 右側リンク １９１ 回転中心位置 １９２ 最大変位量付与点 １９３ 重心位置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−250515（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−64399（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−28331（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−191553（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−175328（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/09

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像坦持体と対向配置された現像磁極の磁
   力で磁性現像剤からなる磁気ブラシを形成し、該現像磁
   極を振動させて該潜像担持体上に形成された潜像を可視
   像化する現像方法において、 該現像磁極に現像剤を供給する現像剤供給磁極を、該現
   像磁極の下方に該現像磁極と略平行に設けるとともに、
   該現像磁極と該現像剤供給磁極とにまたがる多数のリブ
   と、各磁極それぞれに少なくとも１つ対向するように設
   けられた、該リブに交差して該現像磁極の長手方向に伸
   びる複数のけたとを有する現像グリッドを、両磁極が形
   成された磁石面に接触する位置に配置し、 両磁極に該グリッドの面に沿った平行回転の振動を与え
   ることにより、磁気ブラシを前記長手方向に移動せしめ
   るようにしたことを特徴とする現像方法。
2. 【請求項２】請求項１の現像方法において、上記現像剤
   供給磁極を上記現像磁極と同極の磁極とし、該現像剤供
   給磁極を該現像磁極の下方であって、上記振動の上下方
   向における振幅の２倍以内の距離の箇所に設けたことを
   特徴とする現像方法。
3. 【請求項３】潜像坦持体と対向配置された現像磁極の磁
   力で磁性現像剤からなる磁気ブラシを形成し、該現像磁
   極を振動させて該潜像担持体上に形成された潜像を可視
   像化する現像装置において、 該現像磁極に現像剤を供給する現像剤供給磁極を、該現
   像磁極の下方に該現像磁極と略平行に設け、 該現像磁極と該現像剤供給磁極とにまたがる多数のリブ
   と、各磁極それぞれに少なくとも１つ対向するように設
   けられた、該リブに交差して該現像磁極の長手方向に伸
   びる複数のけたとを有する現像グリッドを、両磁極が形
   成された磁石面に接触する位置に配置し、 両磁極に該グリッドの面に沿った平行回転の振動を与え
   るようにしたことを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】請求項３の現像装置においては、上記現像
   剤供給磁極を上記現像磁極と同極の磁極とし、該現像剤
   供給磁極を該現像磁極の下方であって、上記振動の上下
   方向における振幅の２倍以内の距離の箇所に設けたこと
   を特徴とする現像装置。