JPH034265A

JPH034265A - 現像装置

Info

Publication number: JPH034265A
Application number: JP13895289A
Authority: JP
Inventors: Akira Watanabe; 渡辺　顕; Yuji Sakami; 裕二酒見; Masahiro Ito; 政宏伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-01-10
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2683102B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電子写真法あるいは静電記録法などによって形
成された潜像を現像する現像装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、乾式現像法もしくは装置は各種の原理、方法のも
のが公知であり、それらのうち所謂磁気グラ現像法を基
礎とする各種方式のものが主として実用されている。

これは現像剤として、粒径１〜２０μｍ程度のトナー粒
子と、粒径２０〜２００μｍ程度の磁性粒子（キャリア
）との混合からなる所謂２成分系現像剤、或はトナーに
磁性粒子を数１０％分散した磁性トナーからなる所謂１
成分系現像剤を用い、該現像剤を磁界発生手段を内部に
有する、或はそれ自体磁気を有する現像剤担持部材の面
に磁気的拘束力で層として保持させて潜像担持体と対向
する現像部へ搬送させることにより潜像をトナー現像す
るものである。

第４図は従来の現像装置の一例の要部の横断面図であり
、静電潜像担持体ｌは矢印ａ方向に回動される。２１は
現像剤担持体としての非磁性回転スリーブ、２２は該ス
リーブ内に挿入内蔵された磁界発生手段としての固定（
非回転）の磁石ローラーであり磁極２２ａ、２２ｂ、２
２ｃ、２２ｄが所定の位置に交互着磁されている。

トナー４０と混合された２成分現像剤４１は該スリーブ
上に拘束されスリーブ２１の矢印す方向の回動により現
像部１０１へ搬送され現像され、更にスリーブの回動に
より現像容器内へ回収される。また本例の現像器におい
ては下部領域において現像剤４１の逆流防止の為にスリ
ーブ２１上の現像剤と接触封止する弾性シール部材３１
が図の様にもうけられ、更に飛散防止部材３０が配置さ
れている。

第５図は従来の現像装置の他の一例の要部の横断面図で
あり、第４図と共通するものは同一番号、同一記号で示
しである。第５図においては現像剤担持体スリーブ２１
に内蔵された磁石ローラー２２には磁極２２ａ、２２ｂ
、２２ｃ、２２ｄが所定の位置に交互着磁されているが
、磁極２２ｅは磁極２２ｄと同極着磁されており磁極２
２ｄ、　２２ｃ間において反発磁界を形成しスリーブ２
１上に磁気的に拘束されてい・た現像剤４１をはぎ取る
構造になっている。また本例の現像器においては、磁極
２２ｄで現像剤４１が磁力線に沿って穂立ちした時のト
ナー飛散を防止し、現像磁極２２ｃ方向へ現像剤４１が
逆流するのを防止する為に弾性シール部材３１が一端は
自由端で他端は現像容器に固設されその自由端側の一部
が現像剤と接触するように配置されている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来例の第４図構成においては、現
像剤担持体スリーブ２１に拘束され周動している現像剤
が弾性シール部材３１と衝突接触し、その衝撃により現
像剤のキャリア粒子に拘束されているトナー粒子が遊離
飛散したり、弾性シール部材３１との摩擦により弾性シ
ール部材３１が摩擦帯電されトナー粒子が弾性シール部
材に積極的に付着堆積し、トナー凝集塊を作り、理由飛
散したり、また現像容器内の逆流吹出し現像剤の圧力に
より弾性シール部材３１が変形し、現像部１０１から現
像容器内に回収されようとする現像剤に対して不均一な
障壁として作用し、トナー飛散を増加したり、現像剤自
身が現像装置外部へあふれ落下するという欠点や、弾性
シール部材３１の変形等による低い耐久性といった問題
があった。

更に、上記従来例の第５図構成においても、現像剤担持
体スリーブ２１に拘束され周動している現像剤が弾性シ
ール部材３１と衝突接触し、その衝撃により現像剤のキ
ャリア粒子に拘束されているトナー粒子が遊離飛散した
り、弾性シール部材３１との摩擦により弾性シール部材
３１が摩擦帯電されトナー粒子が弾性シール部材に積極
的に付着堆積し、トナー凝集塊を作り、遊離飛散したり
、磁極２２ｄと２２ｅによる反発磁界により磁極２２ｄ
による磁力線方向は異極である磁極２２ｃへと集中し、
磁束が密となる為に磁極２２ｄ位置近傍でスリーブ２１
上に形成される現像剤の穂立ちは大きく長く磁極２２ｃ
方向へと伸び、更に密となる為に、現像部１０１から現
像容器内に回収されようとする現像剤に対して障壁とし
て作用し、トナー飛散を増加したり、現像剤の現像容器
内への取込みを悪くしたりするといった問題や、弾性シ
ール部材３１の変形等による低い耐久性といった問題が
あった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、静電潜像担持体上の静電潜像を現像す
る現像装置であって、トナー粒子とキャリア粒子とを有する現像剤を収容する
現像剤容器と、前記静電潜像担持体と対向して、トナー粒子を該静電潜
像担持体に供給する現像部を形成するとともに、前記容
器から現像剤を該現像部に担持搬送する現像剤担持部材
と、前記現像剤担持体の回転方向で現像部の上流に位置し現
像剤担持部材上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と
、少なくとも前記現像剤担持部材の前記潜像担持体と反
対側に設けられた第１の磁界発生手段と、前記現像剤担
持体の回転方向に関して前記第１の磁界発生手段よりも
下流でかつ前記容器内に対向する位置に設けられた前記
第１の磁界発生手段とは、反対極性である第２の磁界発
生手段と、前記第２の磁界発生手段よりも前記現像剤担
持体の回転方向に関して下流でかつ前記容器内に対向す
る位置に設けられた前記第２の磁界発生手段と同極性で
ある、第３の磁界発生手段を有する現像装置において、前記第２の磁界発生手段よりも前記現像剤担持体の回転
方向に関して下流でかつ前記第３の磁界発生手段よりも
上流位置で前記現像剤担持体と対向する前記容器内に前
記現像剤担持体と間隙をもつて磁性部材が配置されてい
ることを特徴とし、これによって前述の問題点を解決す
る。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明をドラム型感光体を使用する複写機に適
用した第１の実施例の断面図である。図には省略したが
、感光ドラムｌの周囲には周知の電子写真プロセスであ
る帯電機構、画像露光機構、転写機構、クリーニング機
構、除電機構等が配設されている。

当該現像装置は例えば、感光体、誘電体等の潜像担持体
ｌ上に電子写真法、静電記録法等によって形成された潜
像を現像するものであって、これは現像容器２、現像剤
担持体としての現像スリーブ２１゜現像剤層規制部材と
してのブレード２３等を含んで構成される。即ち、現像
容器２の潜像担持体ｌに近接する位置には開口部が形成
されており、この開口部に前記現像スリーブ２１が回転
可能に設けられており、該現像スリーブ２１の上方に前
記ブレード２３が所定間隙を設けて取り付けられており
、該現像スリーブ２１の下方には磁性部材１０が所定間
隙を設けて取り付けられている。

尚、上記現像スリーブ２１は非磁性材料で構成され、現
像動作時には図示矢印す方向に回転し、その内部には磁
界発生手段である磁石２２が固定されており、磁石２２
は現像磁極２２ｃ　（Ｓ極）と後述の現像剤４１を搬送
する磁極２２ａ　（Ｓ極）、　２２ｂ　（Ｎ極）、２２
ｄ　（Ｎ極）、２２ｅ　（Ｎ極）を有する。ここで磁極
の極性は逆の組合せでも構うものではない、。

又前記ブレード２３はアルミニウム（Ａｌ）、非磁性ス
テンレス（ＳＵＳ）等の非磁性材料又は鉄（Ｆｅ）、磁
性ステンレス（ＳＯ３）等の磁性材料で構成され、これ
は前述の如く現像スリーブ２１の表面との間に所定の間
隙を設けて取り付けられ、この間隙は現像スリーブ２１
上を現像部へと搬送される現像剤４１の量、具体的には
現像スリーブ２１上の現像剤４１の厚さを規制する。従
って本実施例においてはブレード、２３の先端部と現像
スリーブ２１の表面との間を非磁性トナーと磁性粒子の
双方が通過して現像部へ送られる。

現像剤４１は非磁性トナー４０と磁性粒子（キャリア）
とからなる２成分現像剤であり、非磁性トナー４０とし
ては体積平均粒径１０μｍ以下（本実施例においては８
μｍ）のポリエステル系樹脂又はスチレン−アクリル酸
エステル系樹脂を母体としたカラー複写機用トナーを用
いた。

また磁性粒子（キャリア）は重量平均粒径が３０〜８０
μｍ１好ましくは４０〜７０μｍで、抵抗値が１０’Ω
ｃｍ以上、好ましくは１０’Ωｃｍ以上のフェライト粒
子（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ）へ樹脂コーティングした
ものが使用可能で本実施例においては、重量平均粒径５
０μｍのものを用いた。

この現像剤４１は現像部１０１へと搬送され、スリーブ
２１に保持されたまま磁極２２ｄへと搬送され、磁極２
２ｄと２２ｅは同極性（Ｎ極）に構成されている為、両
者間には反発磁界が発生して（４する。従ってスリーブ
２１に保持されたまま磁極２２ｄへと搬送された現像剤
は、この反発磁界の作用によりスリーブ２１から取り除
かれ、第１撹拌搬送手段５１により撹拌混合され、磁極
２２ｅ近傍で新たに現像スリーブ２１は現像剤を供給さ
れる。

即ちスリーブ２１上の現像履歴を受けた現像剤は剥離除
去され十分に混合され新たな現像剤がスリーブ２１へ常
に供給されるので安定して良好な画像を得ることができ
る。

次に本発明の主要点であるスリーブ２１下方に設けられ
た磁性部材１０は鉄、磁石等の磁性体や非磁性体を変形
させることによって弱い磁性を帯びたものが適用可能で
ある。

本実施例においては厚さ０．５ｍｍ巾５ｍｍの鉄部材を
用いた。本発明のように、磁極２２ｄと２２ｅを同極性
とし反発磁界を利用する現像装置においては、磁極２２
ｄによる磁力線は磁極２２ｅ方向へは回り込まず、異極
である磁極２２ｃへと大きく集中することとなり、磁極
２２ｄから２２ｃへの磁束密度が太き（なる。

従って本実施例のような磁性部材ｌＯを設けない構成（
図−３）においては、磁極２２ｄ位置近傍でスリーブ２
１上に形成される現像剤４１の穂立ちは大きく長（磁極
２２ｃ方向へと伸び、更に密となる為に、現像部１０１
からスリーブ２１に拘束搬送され現像容器内に回収され
ようとする現像剤に対して、障壁と作用し、衝撃により
トナーが遊離飛散したり、現像剤４１の現像容器内への
取込みが悪くなることが実験により確認された。更に前
述したカラートナー、特にスペイント化しやすいポリエ
ステル系トナーを使用した実験においては、磁極２２ｄ
近傍における密で大きく長い現像剤の穂立ちが現像容器
下部シール部材１１と強（接触摺擦され、トナーが遊離
、溶融凝集し凝集塊が現像容器内に順次混入し、実画像
上に異常画像として現われることも実験的に確認された
。従って本発明本実施例のように、磁性部材１０を設け
た場合は、磁極２２ｄによる磁力線は磁極２２ｃへと大
きく集中することな（、磁力線の一部が磁性部材１０に
集中してから大きな弧を描いて磁極２２ｃへと向う為、
磁極２２ｄから２２ｃへ大きな磁束は形成されない。

従つて磁極２２ｄ位置近傍でスリーブ２１上に形成され
る現像剤４１の穂立ちは磁性部材１０に集中し磁気ブラ
シによる磁性シール効果をもたらし、磁極２２ｄから磁
極２２ｃ方向への現像剤の穂立ちは小さいものとなり、
現像部１０１からスリーブ２１に拘束搬送され現像器内
に回収されようとする現像剤は層厚が増すこともなく現
像剤の穂立ちが現像容器下部シール部材１１と接触する
こともないことが確認できた。

ここで磁性部材ｌＯと磁極２２ｄ間に形成された磁気ブ
ラシは磁気拘束力、鏡映力等の静止拘束力とスリーブ２
１の回動による摩擦力等のバランスにより一部が磁性部
材に溜り、他は順次現像容器内に取り込まれ、反発磁界
により容器内に落下するものである。

また、磁極２２ｄと磁性部材１０間に形成される磁気ブ
ラシは順次回動する現像剤自体によるシール部材として
作用する為、現像部１０１からスリーブ２１に拘束搬送
され、現像容器内に回収されようとする現像剤に対して
ソフトなシール部材として働き、衝撃によりトナーが遊
離飛散したり、現像剤４１の現像容器内への取込みが悪
くなる様なこともなく、良好にシール効果を発揮するこ
とが実験により確認できた。

従って前述のようなカラートナー、特にスペイント化し
やすいポリエステル系トナーを使用した実験においても
、前述比較例（図３）のように、トナーの遊離凝集塊を
作ったり、凝集塊が現像容器内に順次混入し、実画像上
に異常画像として現われないことも確認できた。

次に磁性部材１０と現像スリーブ２１との位置関係につ
いて本発明を説明する。

第２図において、スリーブ２１の回転中心と磁極２２ｄ
、２２ｅの極中心を結ぶ各直線とのなす角度をθ１、更
にスリーブ２１の回転中心と、磁極２２ｄの極中心及び
磁性部材１０のスリーブ２１との最近接点とを結ぶ各直
線とのなす角度を０２とすると、まずθ２＝０又はマイ
ナス（ここでマイナスとは磁性部材ｌＯの位置がスリー
ブ２１の回転方向に関して磁極２２ｄの上流側に有るこ
とを言う）の場合は、磁極２２ｄによる磁力線が磁性部
材ｌＯに強く集中することとなる。従って磁極２２ｄ位
置近傍でスリーブ２１上に形成される現像剤４１の穂立
ちは大きく強く密となり、現像部１０１からスリーブ２
１に拘束搬送され、現像容器内に回収されようとする現
像剤に対して完全な障壁となり現像剤が取り込まれず容
器外へあふれ落ち本発明の意志とは反するものとなる。

更に磁性部材１０が、スリーブ２、ｌの回転方向に関し
て磁極２２ｄの下流側へ位置するほど（磁極２２ｅに近
づくほど）、磁極２２ｄの磁力線の集中は弱くなり、磁
気シール効果は薄くなる。本出願人の実験によればＯく
θ２＜５°の範囲においては前述した磁気シール効果、
現像剤取込み効果、トナー遊離飛散効果とも、充分では
な（満足のいくものではないことが判明した。また、％
θ、くθ２の範囲においては全く磁性部材の効果の無い
ことが判明し、磁気シール効果、現像剤取込み効果、ト
ナー遊離飛散効果とも充分発揮できる範囲は、５゜≦θ
２≦Ａθ、に存在することが実験により確認できた。

次に磁性部材１０と現像スリーブ２１との間隙及び現像
剤規制部材ブレード２３と現像スリーブ２１との間隙の
関係について記す第２図において上記両間隙はｇ２ｒｇ
＋で示される。スリーブ２１上に形成される現像剤４１
の量（厚みｔ）はｇｒにより規制される。ブレード２３
に磁性部材を用いた場合、いわゆる磁気カット方式によ
り現像剤を規制した場合は、一般的に現像剤量厚ｔａｇ
　１となる。

また、ブレード２３に非磁性部材を用いた場合は一般的
にｊ”ｇｒとなる。

また、磁極２２ｄと磁性部材１０間に形成された磁気ブ
ラシ部では前述の如（、現像剤の一部が磁性部材ｌＯ側
に溜ることにより、実質的にスリーブ２１と磁性部材１
０間を通過する現像剤厚はｇ２より小さくなる。

従って本発明構成の現像装置における実験において現像
剤の良好な取り込みを行なうには、磁性ブレード２３を
使用した場合は、ｇＩ≦ｇ２、非磁性ブレード２３を使
用した場合はｇｒ＜ｇｚであることが判明した。

本実施例においては磁界発生手段を５極有した現像スリ
ーブについて記したが本発明はこれに限定されるもので
はな（、反発磁界を用いた構成の現像スリーブに全て適
用できるものである。

また、実施例ではトナーは体積平均粒径８μ、磁性キャ
リア粒径５０μｍを用いた２成分現像剤を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、従来用いられている粒径
のトナー、キャリアを用いた現像剤及び磁性粒子を内蔵
したいわゆる磁性−成分トナーに対しても本発明は適用
できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように上記構成により、現像装置からのト
ナー飛散の少ない、現像剤自身が現像装置からあふれ落
下することも無く、現像剤の循環取込みの良好で更には
耐久性の高い現像装置を提供できると共に、摺擦による
トナー凝集塊を作ることもなく良好な画像を安定して供
給できる現像装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示す現像装置横断面図。第２図は本発明を示す現像装置横断面図。第３図は比較例を示す現像装置横断面図。第４図は従来°例を示す現像装置横断面図。第５図は従来例を示す現像装置横断面図。ｌ・・・感光体２・・・現像容器ｌＯ・・・磁性部材２１・・・現像スリーブ２２ａ〜２２ｅ・・・磁界発生手段２３・・・現像剤規制部材４０・・・トナー４１・・・現像剤躬区

Claims

【特許請求の範囲】

（１）静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置
であって、トナー粒子とキャリア粒子とを有する現像剤を収容する
現像剤容器と、前記静電潜像担持体と対向して、トナー粒子を該静電潜
像担持体に供給する現像部を形成するとともに、前記容
器から現像剤を該現像部に担持搬送する現像剤担持部材
と、前記現像剤担持体の回転方向で現像部の上流に位置し現
像剤担持部材上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と
、少なくとも前記現像剤担持部材の前記潜像担持体と反
対側に設けられた第１の磁界発生手段と、前記現像剤担
持体の回転方向に関して前記第１の磁界発生手段よりも
下流でかつ前記容器内に対向する位置に設けられた前記
第１の磁界発生手段とは、反対極性である第２の磁界発
生手段と、前記第２の磁界発生手段よりも前記現像剤担
持体の回転方向に関して下流でかつ前記容器内に対向す
る位置に設けられた前記第２の磁界発生手段と同極性で
ある、第３の磁界発生手段を有する現像装置において、前記第２の磁界発生手段よりも前記現像剤担持体の回転
方向に関して下流でかつ前記第３の磁界発生手段よりも
上流位置で前記現像剤担持体と対向する前記容器内に前
記現像剤担持体と間隙をもって磁性部材が配置されてい
ることを特徴とする現像装置。
（２）請求項第１項に記載の現像装置において、前記第
２の磁界発生手段の磁極中心と前記現像剤担持体の回転
中心を結ぶ直線と、前記第３の磁界発生手段の磁極中心
と前記現像剤担持体の回転中心を結ぶ直線とのなす角度
をθ＿１とし、更に前記第２の磁界発生手段の磁極中心
と前記現像剤担持体の回転中心を結ぶ直線と、前記磁性
部材の前記現像剤担持体と最近接する点と前記現像剤担
持体の回転中心を結ぶ直線とのなす角度をθ＿２とした
場合、５゜≦θ＿２≦１／３θ＿１であることを特徴とする現像装置。
（３）請求項第１項記載の現像装置において、前記現像
剤担持体と前記現像剤規制部材の最近接点との間隙をｇ
＿１、前記現像剤担持体と前記磁性部材の最近接点との
間隙をｇ＿２とした場合、ｇ＿１≦ｇ＿２であることを
特徴とする現像装置。