JP3507294B2 - 現像装置 - Google Patents
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Description
いは静電記録方式を採用した画像形成で用いられる現像
装置に関するものである。
により、像担持体上に静電潜像を形成し、その潜像を現
像装置により1成分現像剤あるいは2成分現像剤を用い
て現像することが行なわれている。このような現像装置
としては、従来から種々のものが提案されているが、そ
の代表例を図8に示す。
た現像容器2を備え、この現像容器2内にスクリュー
4、6が配設され、これらのスクリュー4、6によって
現像剤が現像容器2内で往復循環される。現像剤は、磁
性粒子を含む現像剤、すなわち樹脂中に磁性粒子を混練
した磁性トナーからなる1成分現像剤、または磁性粒子
を主成分とする磁性キャリアと非磁性トナーを混合した
2成分現像剤とされる。
開口部に現像スリーブ10を有し、この現像スリーブ1
0は、図9に示すように、その両端の軸10aを現像容
器2の両側の側壁2a(図9には片側のみ図示した)に
軸受け16を介して取り付けることにより、回転自在に
支持されている。現像スリーブ10の内側にはマグネッ
トローラ12が配置され、このマグネットローラ12
は、その一端の図示しない軸部を側壁2aに固定するこ
とにより、現像スリーブ10内で非回転とされている。
現像スリーブ10上の現像容器2の部分には、現像スリ
ーブ10と所定の間隙を開けて磁性材料製の規制ブレー
ド14が設けられている。
の磁極N1 〜N3 、S1 〜S2 を有する。このうち、磁
極S1 は現像主極で、像担持体100と現像スリーブ1
0とが対向した現像部に位置し、同極の磁極N3 、N2
は反撥磁極で、現像スリーブ10の矢印の回転方向に関
して現像部よりも下流の現像容器2内に位置する。この
反撥磁極のうちの上流側の磁極N3 は現像剤取り込み
極、下流側の磁極N2 は現像剤汲み上げ極である。
リーブ10の表面上に磁極N2 の作用により汲み上げら
れ、汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ10の回転
にともない、磁極S2 →磁極N1 →磁極S1 と搬送さ
れ、その途上で、規制ブレード14により層厚が規制さ
れて、現像剤薄層に形成される。現像部に搬送された現
像剤は、磁極S1 の磁力により穂立ちして像担持体10
0の表面に接触し、像担持体100上に形成された静電
潜像を現像する。現像部を経て現像を終了した現像剤
は、現像スリーブ10の回転に従い現像容器2内に取り
込まれ、磁極N3 およびN2 による反撥磁界で現像スリ
ーブ10上から剥離されて、現像容器2内に落下し回収
される。
2内での循環移動によって、現像スリーブ10の表面に
沿って軸受け16の部分へ移送される。このため、現像
剤が軸受け16の部分に侵入して、軸受け16内に溜っ
てその機能を阻害し、現像スリーブ10の円滑な回転を
不可能としたり、現像剤が軸受け16の部分を通過し
て、現像容器2外に現像剤が漏れたり、飛散することが
あった。
うに、現像容器2の両側の各側壁2aの内面に、現像ス
リーブ10の端部の周面を非接触に包囲する磁性板18
を取り付けている。
ト、またはそれらの合金等の強磁性材料で作製するのが
好ましく、厚さは0.2〜1mm程度とされる。これら
の強磁性材料は、(1/2)・(BH)max が0.7J
/m2 以下である。ただし、Bは残留磁束密度、Hは保
磁力で、(BH)max はエネルギー積(B×H)の最大
値である最大エネルギー積を示す。
間の空隙は、限定されるものではないが、0.3〜2m
mの範囲で適当に設定される。磁性板18は、現像スリ
ーブ10の周面全周にわたって配置するのが好ましい
が、図8に示すように、現像容器2内側の現像スリーブ
10の部分だけとすることもできる。また磁性板18
は、現像スリーブ10と同心の環状板に形成したが、現
像スリーブ10との間に一様な空隙を設けることができ
れば、必ずしも環状でなくてもよく、種々の形状を取る
ことができる。磁性板18の板面が現像スリーブ10の
軸の直交面に対してなす角度は、現像剤の漏出をより確
実に防ぐ点から20°以下とすることが好ましい。
性板18は、現像スリーブ10内のマグネットローラ8
の磁力によって磁化され、磁性板18とマグネットロー
ラ8との間に磁気回路が形成されて、現像スリーブ10
側の磁性板18の先端部に磁界が集中し、この磁界によ
り、磁性板18と現像スリーブ10との間の空隙に現像
剤による密な磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシ
は端部シールとしての機能を有し、現像容器2内での往
復循環により、現像スリーブ10の表面に沿って現像容
器2内から移送されてくる現像剤を、磁気ブラシが磁性
板18と現像スリーブ10との間で遮断する作用をな
す。
ットローラ8とによる磁気ブラシでは、現像剤が現像容
器2の側壁2aと現像スリーブ10との間の隙間を通過
するのを完全に遮断することができず、現像剤が軸受け
16の部分を経て現像容器2外に漏れたり、飛散したり
することが少なからず生じる。
り測定した、現像スリーブ10表面の磁束密度の周方向
上の分布を示す。磁束密度は、現像スリーブ10の長手
方向の中央部付近で測定した。図に示すように、磁束密
度分布には、現像スリーブ10内のマグネットローラ8
の磁極S1 、S2 、N1 、N2 、N3 に対応したピーク
が現れ、また反撥磁極N2 とN3 に対応したピークの間
には、これら反撥磁極N2 とN3 による磁束密度が低い
反撥磁界領域が現れる。反撥磁界領域の磁束密度がほぼ
0の中心位置をRで示す。
り測定した、現像スリーブ10表面の磁束密度の軸方向
上の分布を示す。磁束密度は、現像スリーブ10の両端
部に磁性板18を配置しない状態で測定した。図11
(a)は磁極N3 の位置(N3極位相)における磁束密
度分布、図11(b)は反撥磁界領域の中心位置R(R
位相)における磁束密度分布である。
の中心位置Rでは、磁力(N極)は元々弱いことに加え
て、磁性板18の外方で磁力が逆極性(S極)に反転す
るため、反撥磁界領域の中心位置R上における磁性板1
8の対向部分では、現像スリーブ10表面の磁束密度は
ほぼ0となる。このため、反撥磁界領域の中心位置Rが
位置した部分の、磁性板18と現像スリーブ10との間
の空隙は、磁性板18が設けられている現像スリーブ1
0の周方向の他の部分における空隙と比べて、現像剤の
磁気ブラシが弱く形成されるか、磁気ブラシの形成がほ
とんどない。従って、反撥磁界領域の中心位置R近辺
の、磁性板18と現像スリーブ10との間の空隙部分か
ら、現像剤が漏れもしくは飛散してしまうことがあっ
た。
磁極N3 のところでも、現像スリーブ10と磁性板18
との間で磁気ブラシが形成されるものの、磁極N3 の外
側の現像スリーブ10の端部部分(最端部)では、逆極
の磁力が発生するために、現像剤の漏れ等が発生するこ
とがあった。
時に示したように、磁性板18の外側において、現像ス
リーブ10の両端部の周面を非接触に覆うように磁石板
20を設けて、磁性板18の外側に漏れもしくは飛散し
た現像剤が、さらに外部に行かないように磁力で拘束す
ることが行なわれる。
18の外側に配置された磁石板20は、現像スリーブ1
0内のマグネットローラ8の磁極との相互作用が大き
く、現像スリーブ10の両端部での磁気ブラシによる現
像剤の漏れや飛散の防止を安定して実現することができ
ない。
込み極N3 の端部が位置した現像スリーブ10の表面部
分と、磁石板20の現像スリーブ10と対向したS極の
内面部分の、磁極N3 に対応した部分との間に磁気ブラ
シが形成され、この磁気ブラシにより現像スリーブ10
の端部において、現像スリーブ10の回転により現像容
器2内に取り込まれくる現像剤が堰き止められ、滞留す
る。この新たな要因により、現像剤が現像容器2外に溢
れ出、また磁気ブラシの穂がばたついて現像剤が現像容
器2外に飛散する。
0の端部に移送されてくる現像剤の漏れ、飛散について
も、次のように防止が完全でない。
像スリーブ10の最端部での磁束密度の極性逆転(N極
→S極)が大きい場合には、磁石板20を用いても、現
像スリーブ10の軸方向(スラスト方向)の磁界が支配
的となり、反撥磁界領域の中心位置R近辺で、現像剤が
現像容器2外への漏れを生じる。
石板20も配設せずに、現像スリーブ10の表面の磁束
密度の軸方向上の分布を測定した結果で、図12(a)
は磁極N3 の位置(N3 極位相)における磁束密度分
布、図12(b)は反撥磁界領域の中心位置R(R位
相)における磁束密度分布である。
にトナー汚れが発生したり、端部での帯電器汚れによる
異常放電で、画像にキャリア付着が発生したりして、長
期に亙って安定した画像を得ることは困難であった。ま
た、駆動ギヤや機内を汚し、機械の安定性を著しく低下
させてしまう問題もあった。
設けた磁性板、磁石板および現像剤担持体内マグネット
ローラによる磁気ブラシにより、現像剤担持体の両端部
における磁性現像剤の漏れを確実にした防止した現像装
置を提供することである。
かる現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
磁性粒子を含む現像剤を収容した現像容器と、前記現像
容器の開口部に設けられ現像剤を担持して回転する現像
剤担持体と、前記現像剤担持体内に固定配置され前記現
像容器内に反撥磁極を備えた磁界発生手段と、前記現像
剤担持体の軸方向の両端側に前記現像剤担持体の周面を
非接触に囲むように設けられ現像剤の磁気ブラシを形成
する磁性部材と、前記各磁性部材よりも前記現像剤担持
体の軸方向外側にて前記現像剤担持体の周面を非接触に
囲むように設けられ現像剤の磁気ブラシを形成する磁石
板と、を有する現像装置において、前記反撥磁極のうち
現像剤取り込み極が位置した前記現像剤担持体の表面部
分と前記磁石板のこれに対面した部分との間、および前
記現像剤担持体の軸方向最端部の表面部分と前記磁石板
のこれに対面した部分との間に、現像剤の磁気ブラシを
形成しないように構成したことを特徴とする現像装置で
ある。
板の前記現像剤取り込み極と対面した部分の極性を前記
現像剤取り込み極と同極性とし、前記磁石板の前記現像
剤取り込み極よりも外側に位置する前記現像剤担持体の
軸方向最端部と対面した部分の極性を前記現像剤取り込
み極とは異極性とする。
施例を詳細に説明する。
す断面図、図2は、図1の現像装置の端部を示す断面図
である。
置に設けられるものである。本現像装置は、現像スリー
ブ10の両端部に設置した磁石板の構成が、図8および
図9に示した従来の現像装置の場合と異なるので、本発
明では磁石板に符号22を付与した。本現像装置のその
他の構成は従来と基本的に同じなので、図1〜2におい
て図8〜11と同一の要素は同一の符号を付し、以下、
本現像装置の基本構成および作用を簡単に説明する。
を収容した現像容器2を備え、現像容器2内に配設され
たスクリュー4、6によって、現像剤が現像容器2内で
往復循環される。現像剤は磁性粒子を含む現像剤であ
り、樹脂中に磁性粒子を混練した磁性トナーからなる1
成分現像剤、または磁性粒子を主成分とする磁性キャリ
アと非磁性トナーを混合した2成分現像剤とされる。
開口部に現像スリーブ10を有し、現像スリーブ10
は、図2に示すように、その両端の軸10aを現像容器
2の両側の側壁2aに軸受け16を介して取り付けるこ
とにより、回転自在に支持されている。現像スリーブ1
0の内側にはマグネットローラ12が設置され、その一
方の端部を図示しない軸部を側壁2aに固定して、現像
スリーブ10内に非回転に配置される。現像スリーブ1
0上の現像容器2の部分には、現像スリーブ10と所定
の間隙を開けて磁性材料製の規制ブレード14が設けら
れている。
像主極S1、同極の反撥磁極N3 、N2 を含む5つの磁
極N1 〜N3 、S1 〜S2 を有し、そのうちの現像主極
S1は、像担持体100と現像スリーブ10とが対向し
た現像部に位置し、反撥磁極N3 、N2 は、現像スリー
ブ10の回転方向に関して現像部よりも下流の現像容器
2内に位置する。上流側の磁極N3 は現像剤取り込み
極、下流側の磁極N2 は現像剤汲み上げ極である。
0の表面上に磁極N2 の作用により汲み上げられ、現像
スリーブ10の回転にともない、磁極S2 →磁極N1 →
磁極S1 と搬送され、その途上で、規制ブレード14に
より現像剤薄層に規制される。そして現像剤は、現像部
で磁極S1 の磁力により穂立ちして像担持体100の表
面に接触し、像担持体100上の静電潜像を現像し、つ
いで現像スリーブ10の回転に従い現像容器2内に取り
込まれ、磁極N3 およびN2 による反撥磁界で現像スリ
ーブ10上から剥離されて、現像容器2内に落下し回収
される。
剤が現像スリーブ10の表面に沿って軸受け16の部分
へ移送され、そこを通って容器2外へ漏れる。そこで、
図2に示すように、現像容器2の両側の各側壁2aの内
面に、現像スリーブ10の端部の周面を非接触に包囲す
る磁性板18を取り付け、さらに磁性板18の外側にお
いて、現像スリーブ10の端部の周面を非接触に覆うよ
うに磁石板22を設けている。これにより、磁性板18
と現像スリーブ10の表面の間に現像剤の磁気ブラシを
形成し、また磁石板22と磁性板18との間に現像剤の
磁気ブラシを形成している。
した従来の磁石板20の場合、現像スリーブ10内のマ
グネットローラ8の磁極との相互作用が大きく、現像ス
リーブ10の両端部での磁気ブラシによる現像剤漏れや
トナー飛散の防止を安定して実現することができなかっ
た。
に示すように、磁石板22の現像スリーブ10に対向す
る内面部分の磁極構成を、マグネットローラ8の磁極N
3 に対向する部分ではN極、それ以外では全てS極であ
るように配置した。これにより、現像スリーブ10の両
端部で現像剤が現像容器2の外側に漏れたり、トナーが
飛散することがなくなり、その結果、画質の安定性低下
の問題が全くなくなった。
N3 近傍の現像剤の様子を拡大して示すもので、図4
(a)は本発明の場合で、磁極N3 の対向部に磁石板2
2のN極を位置させてあり、図4(b)は比較例の場合
で、磁極N3 の対向部に磁石板22のS極を位置させて
ある。
ローラ8の磁極N3 による現像スリーブ10の表面の磁
力は、磁極N3 の端部に対応した部分近くまでN極を示
す。このため、図4(b)の場合には、マグネットロー
ラ8の磁極N3 の端部が位置した現像スリーブ10の表
面部分と、磁石板22の現像スリーブ10と対向したS
極の内面部分の、磁極N3 に対応した部分との間に磁気
ブラシが形成される。磁極N3 は、現像部を経て現像容
器2内に戻した現像剤の取り込み部に位置しており、現
像スリーブ10の回転により現像容器2内に戻された現
像剤は、上記の磁石板22のS極と磁極N3 による磁気
ブラシにより堰き止められるが、その内側には、現像ス
リーブ10と磁性板18との間に、磁性板18とN3 極
による磁気ブラシが形成されているので、堰き止められ
た現像剤は、現像スリーブ10の端部外側へはみ出し、
やがて軸受け16の部分を通って現像容器2外に溢れ出
る。また磁極N3 と磁性板22のS極による磁気ブラシ
は、現像スリーブ10で搬送されてくる現像剤によりば
たつくので、現像容器2外へのトナーの飛散も生じる。
に、磁石板22の内面部分の磁極N3 と対向した部分の
磁極をN極としたので、N3 極およびN極からの磁力線
は反発しあって、現像スリーブ10の表面と磁石板22
との間で互に閉じる。このため、現像スリーブ10の表
面と磁石板22との間に磁気ブラシが形成されない部分
ができるので、現像スリーブ10の端部で現像スリーブ
10により搬送されて来る現像剤が堰き止められること
がなく、滞留することがない。
N2 の反撥磁界領域の中心位置Rの部分には、現像容器
2の内側からの現像剤が溜まるが、磁極N3 のところで
は、上記したように、現像スリーブ10と磁石板22と
の間に磁気ブラシが形成されない部分があり、現像剤の
堰き止め、滞留がないので、現像スリーブ10により現
像剤が搬送されてきても、磁極N3 の端部で現像剤が現
像容器2内に円滑に取り込まれる。従って、現像剤の漏
れや飛散がない。
N3 よりも外側の部分、つまり最端部における現像剤の
様子を拡大して示すもので、図5(a)は本発明の場合
で、現像スリーブ10の最端部に磁石板22のN極を位
置させてあり、図5(b)は比較例の場合で、最端部に
磁石板22のS極を位置させてある。
ブ10の最端部10bの部分では、マグネットローラ1
0の磁極N3 の部分も、反撥磁界領域の中央位置Rの部
分も、極性がS極側に反転している。このため、図5
(b)の場合には、現像スリーブ10の最端部10bの
表面部分と、これに対向した磁石板22のN極の内面部
分との間に磁気ブラシが形成され、長期間の現像を行な
う間、この磁気ブラシの穂を伝わって、現像スリーブ最
端部10bの外側まで現像剤が漏れ、前述したと同様な
問題が発生する。
最端部10bに対応する磁性板18の端部を、図3のよ
うに全てS極としているので、図5(a)に示すよう
に、磁石板22のS極の内面部分の端部と、磁極N3 の
端部が位置した現像スリーブ10の表面部分との間に磁
気ブラシは形成されるが、現像スリーブ10の最端部1
0bまで延びる磁気ブラシは形成されない。その結果、
長期間の現像により、磁気ブラシの穂を伝わって、現像
スリーブ最端部10bの外側まで現像剤が漏れる問題が
なくなる。
えばフェライト磁性粉とゴムとを練り合せたマグネット
材料を用いたが、弾力性に富むマグネット材料であれ
ば、これに限定されることはない。また磁石板22は、
シート状のラバーマグネットとしたが、300〜600
ガウス程度の磁力が得られるように、適切な厚さ、寸
法、形状を選択することが好ましい。現像スリーブ10
と磁石板22の距離は、少なくとも磁石板22上に穂立
ちした現像剤(磁気ブラシ)が、現像スリーブ10の外
周面と軽く接触して、軽度にシールすることが可能な範
囲が良く、0.3〜2.0mmの範囲で選択することが
好ましい。
周面全周にわたって配設してもよいが、図1に示すよう
に、現像容器2の範囲内で、少なくとも磁極N3 とN2
間の反撥磁界領域付近の磁性板18による磁気ブラシの
形成が弱い領域に対向して、部分的に配設するだけでも
よく、十分な効果が得られる。
面部分のN極を現像スリーブ10の周方向上の内側寄り
に細くした三角形に設けてもよい。これによれば、N極
とS極の境が斜めになり、現像スリーブ10による現像
剤の搬送力が内側に向かうので、図3のときよりも、現
像剤を現像容器2外へ漏れにくくすることができる。
ーブ10に対向した内面部分の磁極構成は、現像スリー
ブ10の軸方向に沿った磁極構成が重要であり、マグネ
ットローラ8の磁極N3 が位置した現像スリーブ10の
部分と磁石板22との間で磁気ブラシを形成しないこ
と、磁極N3 の外側の現像スリーブ10の最端部と磁石
板22との間で磁気ブラシを形成しないことの2つの条
件を要件とする。従って磁石板22は、たとえば図7に
示すように、矩形のN極とS極を現像スリーブ10の軸
方向に横に並べ、S極の部分を現像スリーブ10の最端
部の対応部としたものでもよい。
磁性粒子を含む現像剤を収容した現像容器と、現像容器
の開口部に設けられ現像剤を担持して回転する現像剤担
持体と、現像剤担持体内に固定配置され現像容器内に反
撥磁極を備えた磁界発生手段と、現像剤担持体の軸方向
の両端側に現像剤担持体の周面を非接触に囲むように設
けられ現像剤の磁気ブラシを形成する磁性部材と、各磁
性部材よりも現像剤担持体の軸方向外側にて現像剤担持
体の周面を非接触に囲むように設けられ現像剤の磁気ブ
ラシを形成する磁石板と、を有する現像装置において、
反撥磁極のうち現像剤取り込み極が位置した現像剤担持
体の表面部分と磁石板のこれに対面した部分との間、お
よび現像剤担持体の軸方向最端部の表面部分と磁石板の
これに対面した部分との間に、現像剤の磁気ブラシを形
成しないように構成されるので、現像剤担持体の両端部
での現像剤の現像容器外へ漏れおよび飛散を確実に防止
することができる。
り、端部での帯電器汚れによる異常放電で、画像にキャ
リア付着が発生することがなく、長期に亙って安定した
画像を得ることができ、また駆動ギヤや機内の汚れ、機
械の安定性低下も生じない。
る。
した磁性板および磁石板と、その磁石板の内面部分の磁
極構成を示す説明図である。
ブのマグネットローラの磁極N3 近傍の現像剤の様子、
およびその磁石板を従来の磁石板に代えた場合の同様な
現像剤の様子を示す説明図である。
ブのマグネットローラの磁極N3 よりも外側の最端部に
おける現像剤の様子、およびその磁石板を従来の磁石板
に代えた場合の同様な現像剤の様子を示す説明図であ
る。
構成例を示す斜視図である。
の磁極構成例を示す斜視図である。
面の磁束密度の周方向の分布を示す図である。
た現像スリーブの表面の磁束密度の軸方向の分布を示す
図である。
端部に磁側板を設置していないときの、現像スリーブ表
面の磁束密度の軸方向の分布を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 磁性粒子を含む現像剤を収容した現像容
器と、前記現像容器の開口部に設けられ現像剤を担持し
て回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体内に固定
配置され前記現像容器内に反撥磁極を備えた磁界発生手
段と、前記現像剤担持体の軸方向の両端側に前記現像剤
担持体の周面を非接触に囲むように設けられ現像剤の磁
気ブラシを形成する磁性部材と、前記各磁性部材よりも
前記現像剤担持体の軸方向外側にて前記現像剤担持体の
周面を非接触に囲むように設けられ現像剤の磁気ブラシ
を形成する磁石板と、を有する現像装置において、前記反撥磁極のうち現像剤取り込み極が位置した前記現
像剤担持体の表面部分と前記磁石板のこれに対面した部
分との間、および前記現像剤担持体の軸方向最端部の表
面部分と前記磁石板のこれに対面した部分との間に、 現
像剤の磁気ブラシを形成しないように構成したことを特
徴とする現像装置。 - 【請求項2】 前記磁石板の前記現像剤取り込み極と対
面した部分の極性を前記現像剤取り込み極と同極性と
し、前記磁石板の前記現像剤取り込み極よりも外側に位
置する前記現像剤担持体の軸方向最端部と対面した部分
の極性を前記現像剤取り込み極とは異極性としたことを
特徴とする請求項1の現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22071197A JP3507294B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22071197A JP3507294B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 現像装置 |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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