JPH04240881A - 現像機における現像ロール - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、潜像担持体上の静電画
像を可視像化するために現像剤を搬送供給するための現
像機における現像ロールに関し、特に所定の磁気パター
ンに設定され、小型の現像機に用いて好適な現像ロール
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機においては、画像が潜像担持体上
に静電画像として形成され、この静電画像が現像機によ
って可視像化されるようになっている。その場合、現像
機が可視像化するために、一般にトナーが用いられてい
る。従来、このような現像機にはマグロールとこのマグ
ロールの外周に回転可能に配設されるスリーブとからな
る磁気性の現像ロールが設けられており、この現像ロー
ルは、トナーと磁性体であるキャリヤとからなる現像剤
をマグロールの磁気によりスリーブ上に吸着するととも
に、この現像剤を、感光体と対向する現像ロールの現像
主極に搬送し、この現像主極からトナーを感光体に付着
させるようになっている。そして、スリーブ上に吸着さ
れたキャリヤ及び剰余トナーは現像機の現像剤攪拌手段
の方に戻され、現像剤攪拌手段内の現像剤と混合攪拌さ
れる。このように、現像ロールが現像剤を吸着搬送し、
トナーを感光体に付着させ、たキャリヤ及び剰余トナー
を現像機の現像剤攪拌手段に戻すために、一般に現像ロ
ールには図６に示すような磁気パターンが設定されてい
る。この磁気パターンは、剥離極Ｎ１、吸着極Ｎ２、搬
送極Ｓ３，Ｎ３，現像主極Ｓ１によって形成されるもの
であり、吸着極Ｎ２の磁力で現像機の攪拌手段から送ら
れてくる現像剤がスリーブ上に吸着された後、スリーブ
の回転と共に搬送極Ｓ３，Ｎ３の磁力により搬送され、
現像主極Ｓ１により現像剤のトナーが感光ドラムに付着
させられる。その後、キャリヤ及び剰余トナーはスリー
ブの回転と共に剥離極Ｎ１の方へ搬送され、この剥離極
Ｎ１の磁力によりこれらキャリヤ及び剰余トナーがスリ
ーブから剥離されて、現像機の攪拌手段の方へ戻される
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
ような複写機を始めとする種々の画像形成装置において
は、少ない設置スペースで大量の情報を迅速に扱うこと
ができるようにするため、できるだけ小型化及び高速化
が求められてきている。そこで、現像機もできるだけ小
さく形成することが望まれ、そのためこの現像機に用い
られている前述の現像ロールもできるだけ小型に形成す
ることが求められている。

【０００４】しかしながら、前述の従来のような現像ロ
ールの磁気パターンでは、剥離極Ｎ１でスリーブ上の現
像剤をピックオフし、吸着極Ｎ２によりピックアップす
るという同極反発極の磁気パターンとなっているため、
前述のように現像ロールが小型化すると、Ｎ１とＮ２と
の極間角度を同じに設定してもＮ１とＮ２との円周方向
の距離が短くなり、特に現像ロールの外径が３０φ以下
になるとＮ１で古い現像剤が完全に剥離しないうちにそ
の一部がＮ２に移動するという回り込み現象が生じるよ
うになる。この古い現像剤の回り込みにより、現像性が
低下してしまうという問題が生じる。このため、従来の
現像ロールはそれほど小さくすることができなく、小型
化に限度があった。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、画像形成装置の小型化に
確実に対応することができるようにしながら、しかも現
像性を向上することのできる現像機における現像ロール
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用】前述の課
題を解決するために、本発明は、マグロールと、このマ
グロールの外周を覆いかつ回転可能に設けられたスリー
ブとから現像ロールが構成されており、この現像ロール
は、現像終了後の現像剤をピックオフするための第１極
と、新しい２成分現像剤を磁気によりピックアップする
ための第２極とを少なくとも有すると共に、これら第１
極及び第２極が同極反発極とされた磁気パターンに設定
されている。そして、第１極における最大ピークでの磁
力をＮＡ１、この最大ピーク位置から第２極側へ１０゜
及び２０゜ずれた位置での磁力をそれぞれＮＢ１，ＮＣ
１とし、また第２極における最大ピークでの磁力をＮＡ
２、この最大ピーク位置から前記第１極側へ１０゜及び
２０゜ずれた位置での磁力をそれぞれＮＢ２，ＮＣ２と
すると、（１）ＮＡ１×０．７≧ＮＢ１及びＮＡ２×０
．７≧ＮＢ２（２）ＮＡ１×０．２５≧ＮＣ１及びＮＡ
２×０．２５≧ＮＣ２（３）ＮＣ１とＮＣ２とのスリー
ブ表面間の距離≧５ｍｍを満足するよう磁気パターンが
設定されている。これにより、第１極及び第２極におけ
る磁気パターンの膨らみが低減するようになる。これに
より、現像ロールを小型化して第１極と第２極との間の
距離が小さくなっても、これら第１極による磁界と第２
極による磁界との間の距離が大きく設定され、実質的な
低磁力部分の領域は小さくならない。したがって、現像
ロールを小型に形成しても、現像終了後の現像剤が現像
ロール上に再付着することは防止され、濃度追従性が向
上する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
説明する。図１は本発明の一実施例が適用されるカラー
複写機の概略断面図である。図１に示すように、カラー
複写機１は、本体２と、この本体２の上面側に設けられ
、図示しない原稿が載置されるプラテン３と、このプラ
テン３の下方に設けられ、原稿の画像情報を読み取る画
像情報読取部４と、この画像情報読取部４からの信号を
受けて所定の画像を形成する画像形成装置５と、この画
像形成装置５に形成された画像を転写媒体である用紙６
に転写する転写部７と、用紙６を供給及び搬送する用紙
供給部８及び用紙搬送部９と、画像形成装置５によって
用紙６に転写されたトナー像を定着する定着器１０と、
トナー像が定着された用紙６を受ける排出トレイ１１と
から構成されている。

【０００８】画像形成装置５は、感光ドラム５１と、こ
の感光ドラム５１に隣接して配設された第１現像手段５
２及び第２現像手段５３を備えている。第１現像手段５
２はカラー用の二成分系現像剤を有する現像器であり、
また第２現像手段５３は黒の二成分系現像剤を有する現
像器である。これらの両現像手段５２，５３は、それぞ
れに対応して配設されたリトラクト機構（不図示）によ
り、感光ドラム５１に対して接離する方向に移動される
ようになっている。

【０００９】図２に示すように、第２現像手段５３は感
光ドラム５１上に形成された第２潜像を現像するもので
あり、大きくは、ハウジング１００１内の一端に配設さ
れた開口部から外周面の一部をハウジング１００１外に
露出させた現像ロール１００２（現像剤担持体）と、現
像ロール１００２の背面側のハウジング１００１内に配
設された現像剤攪拌手段１００３と、現像ロール１００
２の上方のハウジング１００１天板に取り付けられ、現
像ロール１００２上に形成された現像剤の磁気ブラシの
穂立高さを規制するトリマープレート１００４（以下ト
リマーともいう）とから構成されている。現像ロール１
００２の両端外側にはトラッキングロール（不図示）が
回動自在に設けられており、このトラッキングロールが
感光ドラム５１に当接することにより、現像ロール１０
０２と感光ドラム５１との間隙が維持されるようになっ
ている。

【００１０】一方、攪拌手段１００３は、現像ロール１
００２と軸方向を一致させて配設された第１オーガ１０
０７及び第２オーガ１００８と、これらの２本のオーガ
間を隔てるようにハウジング１００１に立設された仕切
板１００９とから構成されている。第１オーガ１００７
及び第２オーガ１００８は現像剤搬送方向が相反するよ
うにそれぞれの回動方向が決定されている。また、仕切
板１００９の両端には第１オーガ１００７が配設された
領域（以下第１攪拌路１０１０という）と第２オーガ１
００８が配設された領域（以下第２攪拌路１０１１とい
う）とを連通する開口部が設けられており、これによっ
て第１攪拌路１０１０→第２攪拌路１０１１→第１攪拌
路１０１０のように現像剤が循環されるようになってい
る。

【００１１】更に、現像ロール１００２と攪拌手段１０
０３との間には、軸方向に平行な複数の羽根１０１２ａ
を備えたパドルホイール１０１２が設けられている。こ
のパドルホイール１０１２の回動に伴い、現像ロール１
００２から剥離された現像剤を強制的に攪拌手段１００
３の方へ搬送すると共に攪拌手段１００３によって混合
攪拌された現像剤を連続的に現像ロール１００２へ供給
するようになっている。ハウジング１００１内の第１オ
ーガ１００７の上方には、トナー供給装置１０２０が配
設されている。このトナー供給装置１０２０から新しい
トナーが供給され、このトナーは攪拌手段１００３によ
りキャリアと攪拌されて現像剤が形成される。

【００１２】図３（ａ），（ｂ）に示すように、現像ロ
ール１００２は、固定支持されたほぼ円柱形状のマグネ
ット部材（マグロールともいう）１００５の外周を覆う
ようにして同心状に回動可能な、アルミからなる円筒状
スリーブ１００６を配設したものであり、マグロール１
００５の磁力によりスリーブ１００６上に現像剤の磁気
ブラシが形成されると共に、スリーブ１００６の回動に
伴い磁気ブラシを感光ドラム５１に面した現像領域へ搬
送するようになっている。 カラー複写機１の小型化にともない、スリーブ１００６
の外径は３０φ以下の大きさに設定されている。

【００１３】またマグロール１００５には、現像終了後
のスリーブ１００６上の現像剤を剥離（ピックオフ）す
るための剥離極Ｎ１、新しい現像剤を吸着（ピックアッ
プ）するための吸着極Ｎ２、スリーブ１００６上に吸着
された現像剤を搬送するための搬送極Ｓ３，Ｎ３及び搬
送された現像剤のトナーを感光ドラム５１の方へ供給す
るための現像主極Ｓ１，Ｓ２の複数の磁極が反時計回り
にこれらの順に設けられており、これらは焼結系フェラ
イト製の強磁性体材１００５ａをロール本体１００５ｂ
に埋め込むことにより形成されている。その場合、現像
主極Ｓ１，Ｓ２は、これら現像主極Ｓ１，Ｓ２の間に凹
嵌部１００５ｃが形成された一つの強磁性体材により形
成されている。このように強磁性体材を埋め込んでマグ
ネットロールを形成することにより、マグネットロール
自体を強磁性体材で形成しなくて済むので、安価に現像
ロール１００２を形成することができる。

【００１４】そして、このような磁極配置を有する本実
施例の現像ロール１００２においては、異なる磁性の磁
極が交互に連続する吸着極Ｎ２→搬送極Ｓ３→搬送極Ｎ
３→現像主極Ｓ１，Ｓ２→吸着極Ｎ１の間で現像剤がス
リーブ１００６表面に保持される一方、同磁性の磁極が
隣接配置された剥離極Ｎ１→吸着極Ｎ２の間では現像剤
がスリーブ１００６から剥離するようになっている。

【００１５】ところで、このような現像ロール１００２
においては、剥離極Ｎ１、吸着極Ｎ２、搬送極Ｓ３，Ｎ
３及び現像主極Ｓ１，Ｓ２により、図４に示すようなラ
ジアル方向の磁気パターンＡが形成される。現像主極Ｓ
１，Ｓ２の間に形成された凹嵌部１００５ｃにより、現
像主極Ｓ１，Ｓ２での磁気パターンＡは、互いにほぼ等
しく磁力の高い二つの山Ａ１，Ａ２と、これらの山Ａ１
，Ａ２の間の磁力の低い谷、すなわち磁力の落込み部Ａ
３とからなる磁気パターンに設定されている。この磁力
の落込み部Ａ３により、現像主極Ｓ１→Ｓ２の間では、
反発磁界が形成されてＳ１，Ｓ２の磁力が所定の角度で
拡開して作用するようになっていて、これら両磁極Ｓ１
，Ｓ２間では現像剤に作用する磁力が一時的に弱まる。 このため、この反発磁界の中では、キャリヤが現像ロー
ル１００２から飛び出して攪乱されるようになるので、
現像剤を高効率で感光ドラム５１に摺擦することができ
るようになる。これにより、現像性が向上する。

【００１６】一方、剥離極Ｎ１と吸着極Ｎ２とにおける
磁気パターンＡは同極反発の磁界となっているが、現像
ロール１００２が小さくなって剥離極Ｎ１と吸着極Ｎ２
との間の距離、すなわち実質的な低磁力部分の領域が小
さくなってくると、現像終了後の現像剤、すなわち一度
現像に使用した現像剤が剥離極Ｎ１の磁力により現像ロ
ール１００２から完全に離れる前に、その一部が吸着極
Ｎ２の磁力によりスリーブ１００６上に再付着してしま
い、濃度追従性が悪くなる。このため、本実施例におい
ては剥離極Ｎ１と吸着極Ｎ２とにおける磁気パターンＡ
を次のように設定している。すなわち、図４において剥
離極Ｎ１における最大ピークでの磁力をＮＡ１、この最
大ピーク位置から吸着極Ｎ２側へ１０゜及び２０゜ずれ
た位置での磁力をそれぞれＮＢ１，ＮＣ１とし、また吸
着極Ｎ２における最大ピークでの磁力をＮＡ２、この最
大ピーク位置から剥離極Ｎ１側へ１０゜及び２０゜ずれ
た位置での磁力をそれぞれＮＢ２，ＮＣ２とすると、 （１）ＮＡ１×０．７≧ＮＢ１及びＮＡ２×０．７≧Ｎ
Ｂ２（２）ＮＡ１×０．２５≧ＮＣ１及びＮＡ２×０．
２５≧ＮＣ２（３）ＮＣ１とＮＣ２とのスリーブ表面間
の距離ａ≧５ｍｍとなるように磁気パターンＡを設定し
ている。

【００１７】このように磁気パターンＡを設定すること
により、剥離極Ｎ１と吸着極Ｎ２との間の磁気パターン
Ａは、図４において実線で示される磁気パターンとなる
。すなわち、本実施例の磁気パターンＡは同図において
二点鎖線で示される従来一般的な磁気パターンを外径が
３０φ以下の現像ロール１００２に設定した場合の磁気
パターンＡ′より磁界の膨らみが低減するようになる。

【００１８】この磁界の膨らみが低減することにより、
現像ロール１００２を外径３０φ以下の小型に形成して
剥離極Ｎ１と吸着極Ｎ２との間の距離が小さくなっても
、剥離極Ｎ１による磁界と吸着極Ｎ２による磁界との間
の距離が大きく設定されるので、剥離極Ｎ１と吸着極Ｎ
２との間の距離は実質的には小さくならない、すなわち
実質的な低磁力部分の領域は小さくならないこととなる
。これにより、現像ロール１００２の外径を３０φ以下
に設定しても、現像終了後の現像剤がスリーブ１００６
上に再付着することはなく、濃度追従性は低下しない。

【００１９】実際に全面ベタを連続コピーした時のベタ
黒の濃度追従性を試験した結果を図５に示す。本試験に
用いた現像ロールは、スリーブ外径２５φ、剥離極Ｎ１
と吸着極Ｎ２との間の角度８０゜、及び剥離極Ｎ１と吸
着極Ｎ２とにおける各場所での磁力を同図（ａ）に示す
ように設定した４種類の現像ロールである。同図（ｂ）
から明らかなように、ＮＯ３とＮＯ４の現像ロールのベ
タ黒の濃度追従性グレードが２以下となり、現像後の現
像剤の吸着極Ｎ２への回り込みがほとんどないことがわ
かる。

【００２０】なお、前述の実施例では本発明をカラー複
写機に適用した場合について説明しているが、本発明は
白黒用の複写機を始め他の画像形成装置における現像機
の現像ロールに適用することができる。また、前述の実
施例では現像主極を二つの同極の磁極Ｓ１，Ｓ２により
構成するものとしているが、本発明は現像主極を一つの
磁極Ｓ１により構成された現像ロールにも適用できるこ
とは言うまでもない。

【００２１】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明の現像
機における現像ロールは現像終了後の現像剤をピックオ
フするための第１極及び新しい現像剤をピックアップす
るための第２極における磁気パターンの膨らみが低減す
るので、現像ロールを小型化して第１極と第２極との間
の距離が小さくなっても、これら第１極による磁界と第
２極による磁界との間の距離が大きく設定され、実質的
な低磁力部分の領域は小さくならない。したがって、現
像ロールを小型に形成しても、現像終了後の現像剤が現
像ロール上に再付着することは防止され、濃度追従性が
向上する。この結果、現像性を低下させることなく、現
像機の小型高速化に確実にかつ十分に対応することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用されるカラー複写機の
概略断面図である。

【図２】このカラー複写機の現像手段の拡大断面図であ
る。

【図３】現像ロールを示す図であり、（ａ）はその現像
ロールの縦断面図、（ｂ）はその現像ロールの横断面図
である。

【図４】マグロールの磁気パターンを示す図である。

【図５】試験結果を示し、（ａ）はこの試験に用いた現
像ロールの種類を示す図であり、（ｂ）はこの試験の結
果を示す図である。

【図６】従来の一般的な現像ロールにおける磁気パター
ンを示す図である。

【符号の説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マグロールと、このマグロールの外周
   を覆いかつ回転可能に設けられたスリーブとからなり、
   ２成分現像剤を磁気により吸着しかつ感光ドラムに供給
   して現像を行うとともに、現像終了後の現像剤をピック
   オフするための第１極と新しい現像剤を吸着するための
   第２極とを少なくとも有し、前記第１極と前記第２極と
   が同極反発極を構成する磁気パターンを備えた現像機に
   おける現像ロールにおいて、前記第１極における最大ピ
   ークでの磁力をＮＡ１、この最大ピーク位置から前記第
   ２極側へ１０゜及び２０゜ずれた位置での磁力をそれぞ
   れＮＢ１，ＮＣ１とし、また第２極における最大ピーク
   での磁力をＮＡ２、この最大ピーク位置から前記第１極
   側へ１０゜及び２０゜ずれた位置での磁力をそれぞれＮ
   Ｂ２，ＮＣ２とすると、 （１）ＮＡ１×０．７≧ＮＢ１及びＮＡ２×０．７≧Ｎ
   Ｂ２（２）ＮＡ１×０．２５≧ＮＣ１及びＮＡ２×０．
   ２５≧ＮＣ２（３）ＮＣ１とＮＣ２とのスリーブ表面間
   の距離≧５ｍｍであることを特徴とする現像機における
   現像ロール。
2. 【請求項２】　　前記スリーブの外径が３０φ以下であ
   ることを特徴とする請求項１記載の現像機における現像
   ロール。