JPH0466514B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子複写装置に用いられる現像装置の
技術分野において利用され、特に画像記録形成用
の表示装置、プリンタ、フアクシミリ電子写真装
置の種々の装置に適用可能な現像装置に関する。

（従来の技術及び問題点） 回転可能な非磁性体からなる円筒状の現像剤担
持体の内部に固定された磁界発生手段を配し、該
現像剤担持体上に上記磁界発生手段による磁気力
によつて保持されながら現像部方向に搬送される
現像剤を、ゴム薄板等の規制部材による接触圧に
よつて所定の層厚に規制した後、該現像部で潜像
担持体に移行せしめて該潜像担持体上の潜像を現
像する現像装置が知られている。

しかしながら、この種の装置では、規制部材の
上記接触線圧の設定が困難である。すなわち、接
触線圧が高すぎると、現像剤たるトナーが現像剤
担持体上に十分塗布されず、画像ムラをつくつた
り、ベタ黒の濃度が不十分となる不都合が生じ
る。また、接触線圧が低すぎると、トナーに十分
な摩擦帯電電荷（以下「トリボ」と略記）を賦与
することができず、現像剤担持体の塗布層も厚い
ものとなり、スリーブゴーストやカブリのある画
像しか得られなくなつてしまうという欠点が生ず
る。

上記問題点を解決すべく、従来種々の対策案が
提案され、また実施されてきたが、いずれの場合
においても、規制部材部分へのトナー搬送量が該
部分に隣接する磁極の強さで左右されて適正な搬
送量を得られず、上記従来の提案は完全な解決案
とは言い難く、高画質化を要求される現在の複写
器技術において不十分であり、上記トナーの搬送
量を適正値とするための設計基準が求められてい
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のごとくの問題点を解決し、良
質画像を得るために規制部材の接触線圧と磁力強
度との最適な関係を見い出して適正量の現像剤を
現像剤担持体に塗布できるようにした現像装置を
提供することを目的としている。

本発明は、上記目的のために、 内部空間に固定配置された磁界発生手段の磁気
力により現像剤を表面にて搬送する回転可能な現
像剤担持体を、現像剤が収容せられている現像剤
容器の前部開口より一部突出するように該容器内
に配し、上記現像剤担持体の上記突出部分を潜像
担持体に近接もしくは接触させて該現像剤担持体
と潜像担持体とを平行設置した現像装置におい
て、 上記磁界発生手段は周囲の複数位置に磁極を有
し、一極は上記潜像担持体に対向する位置に、さ
らに他極のうちの一極は現像剤容器の内部空間の
位置に配され、 上記現像剤容器の開口における、現像剤担持体
の出口側部分に、該現像剤担持体の表面と接触し
て該表面の現像剤層の厚さを規制する規制部材の
接触位置が上記磁界発生手段の複数の磁極の極間
に設定され、 上記規制部材と現像剤担持体との接触位置に対
して、上記現像剤担持体の回転方向で上流位置に
て隣接する磁極の磁力Ｆ（ガウス）が、上記接触
位置での１センチメートル当りの接触線圧をｐ
（グラム／センチメートル）とした場合、0.71p＋
385以上かつ−1.43p＋1630以下に設定されてい
る、 ことによつて構成される。

（実施例） 以下、添付図面により本発明の一実施例につい
て説明する。

第１図は、本発明の最も好ましい一実施例によ
る現像装置を示したものである。本実施例による
現像装置は、カールソン電子写真法を用いた現像
装置を例にとつて説明することとし、その全体構
成は既に周知であるので、本発明に係る潜像担持
体たる感光体ドラムと、該感光体ドラムの外周部
近傍に設けられている現像器等について詳細に図
示し、カールソンプロセスにおける一次帯電手
段、露光手段、クリーニング手段等の図示は省略
した。

第１図において、潜像担持体すなわち感光体ド
ラム１は、矢印Ａ方向に回転自在に軸支されてお
り、該感光体ドラム１の外縁部近傍には現像器が
配設されている。上記感光体ドラム１の表層の感
光体には、例えばOPC等の公知のものが使用さ
れており、上記感光体上には、既に公知となつて
いる帯電手段及び画像露光手段等によつて潜像が
形成されるようになつている。

現像器は、前面に開口４ａが設けられ内部に一
成分系の現像剤（トナー）を収容せる現像剤容器
４を有し、感光体ドラム１に間隙をもつて上記現
像剤容器４から一部突出配置されて上記開口に臨
んだ回転自在な現像剤担持体たる現像スリーブ２
と、例えばウレタンゴム等の非磁性薄板からなり
弾力をもつて該現像スリーブ２と接触している規
制部材５を有し、さらに上記現像スリーブ２内に
は、四つの磁極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄをもつ磁
界発生手段としてのマグネツトロール３が固定配
置されている。なお、第１図の本実施例にあつて
は、上記マグネツトロール３の磁極数は四極であ
るが、二極であつても、他の複数極であつてもよ
い。

上記のごとくの現像スリーブ２は、矢印Ｂ方向
（反時計方向）に回転し、上記マグネツトロール
３の磁力によつて上記現像スリーブ２の表面に上
記現像剤が付着し、現像器の外部に向け、すなわ
ち現像領域へ搬出するようになつている。なお、
本実施例では、現像スリーブと感光体ドラムとの
間に所定間隙が設定されている例で説明している
が、両者が接触している場合、いわゆる弾性現像
スリーブを用いたときにも適用可能である。

上記現像スリーブ２には、現像バイアス電源が
接続されている。すなわち、直流成分が重畳され
ている交互電界を上記現像スリーブ２と潜像担持
体の少なくとも画像部との間に形成することによ
つて、該現像スリーブ２の上記感光体ドラム１の
外周面と近接対向している現像部位（領域）に拘
束されている上記現像剤を上記感光体ドラム１上
に移行せしめ、該感光体ドラム１上に形成されて
いる潜像を現像するように構成されている。

次に、マグネツトロール３は、該マグネツトロ
ール３に上述のごとく周囲に四つの磁極３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄが配されているが、磁極３ａ（Ｓ
極）は感光体ドラム１に対向して現像領域に現像
極として配され、該磁極３ａから現像スリーブ２
の回転方向に順に３ｂ，３ｃ，３ｄと配されてい
る。そして、上記マグネツトロール３の中心に対
して磁極３ａの反対側にある磁極３ｃは、この場
合マグネツトロール３ａのほぼ一直径線上にあ
る。なお、この磁極３ｃは、上記１直径線上にあ
る必要はなく、現像剤容器４の内方に指向してい
れば十分である。また、上記各磁極は永久磁石を
用いても電磁石であつてもよい。

以上のごとくの第１図装置にあつて、現像剤容
器４内の現像剤７は、マグネツトロール３の磁極
３ｃの磁力によつて、現像スリーブ２の表面上に
保持され、該現像スリーブ２の回転に伴ない、規
制部材５と現像スリーブ２との接触部８へと搬送
され、この接触部８において現像剤は搬送量（塗
布層厚）が規制されると同時に、現像の際に十分
なトリボが賦与されて、さらに磁極３ｄの磁力に
より現像スリーブ２の表面上に保持されながら、
現像スリーブ２の回転により現像領域、即ち、感
光体ドラム１と現像スリーブ２の最近接部へと搬
送されて、公知の方法により現像される。現像に
寄与した現像剤７は、現像スリーブ２の回転によ
り磁極３ｂの磁力により、スリーブ２の表面上に
保持されながら、現像剤容器４内へと回収され
る。

第２図は、第１図における接触部８付近での、
現像剤７の挙動を表わすために該部分を拡大した
図である。

第２図において、現像剤７は、現像スリーブの
回転方向において接触部８の上流側にて隣接する
磁極３ｃの磁力Ｆによつて現像スリーブ２の表面
上に保持されて、矢印Ｂで示した現像スリーブ２
の回転によつて矢印Ｃで示した方向へと搬送され
接触部８へと到るが、該接触部８には規制部材５
の弾性力により圧力ｐが加わつているので、一部
の現像剤は矢印Ｄ方向へ戻され、残りの現像剤が
現像へと寄与するため接触部８を通り抜けて磁極
３ｄの磁力により現像スリーブ２の表面上に保持
されながら該現像スリーブ２の回転により現像部
へと搬送される。

このとき、接触部８を通り抜ける現像剤は、こ
の接触部８において、上記圧力ｐにより、現像の
際に必要かつ十分なトリボを賦与される。この賦
与能力は、圧力ｐが高い程大きく、低い程小さい
ことは知られている。また、圧力ｐが高い程、ス
リーブ上の現像剤塗布量が少なく、圧力ｐが低い
程、スリーブ上の現像剤塗布量が多くなることも
知られている。

さらに、現像剤７は、磁極３ｃの磁力Ｆが強い
程、多量に現像スリーブ２の表面上に保持され、
弱い程少量しか保持されず、特に上記磁力Ｆが
400ガウス未満であると、現像スリーブ２の表面
上に保持される現像剤量が少なすぎ、ベタ黒画像
をコピーした場合十分な濃度を得ることができな
いことが、実験の結果判明した。

次に、上記磁力Ｆと接触圧ｐとの関係について
実験を試みたが、第３図は、第１図が如き現像装
置を用い、上記接触圧ｐ（該接触圧ｐは、現像ス
リーブ２の長手方向における単位長さ当りの接触
力であり、以下接触線圧（ｇ／cm）として示す。）
を50g／cmの一定値に保つた場合において上記磁
力Ｆを変化させたときに現像剤の単位重量当りの
トリボＱ／Ｇ（μCoul／ｇ）と現像スリーブ２上
の現像剤塗布量Ｇ／Ｓ（mg／cm²）がどのように変
化するかを示したものである。

第３図から判るように、上記磁力Ｆが400ガウ
ス以上である場合、磁力Ｆが強い程、トリボＱ／
Ｇは余り変化しないのに対し、現像スリーブ上の
現像剤塗布量Ｇ／Ｓが減少している。

そのため、磁力Ｆが非常に強い場合には、上記
接触線圧ｐを弱めてやらなければ、ベタ黒画像を
コピーしたときに十分な濃度を得ることができな
いことが判つた。

第４図は、上記のことに鑑み、上記磁力Ｆと接
触線圧ｐとの関係において、安定した現像スリー
ブ上の現像剤塗布状態並びに安定したトリボを得
ることのできる範囲についての検討の結果を示し
たものであり、直線Ｉは上限としてＦ＝−1.43p
＋1630、直線は下限としてＦ＝0.71p＋385と
各々近似されることが判つた。この直線の上側
では、現像剤の塗布量が少なくなりすぎて、画像
ムラを生じたり十分な濃度の画像を得ることがで
きなかつた。また、直線の下側では、現像の際
の十分なトリボを安定的に現像剤に塗布すること
ができず、スリーブゴーストが発生したり、画像
にカブリが生じてしまうことが判つた。なお、図
中に○印及び×印は画像の良、不良の結果を示す
ものである。

さらに、直線の下側でかつ直線の上側の領
域内であつても上記接触線圧ｐがｐ＜20（ｇ／cm）
であると、直線の下側領域で起こる現像と同様
に、現像剤のトリボが不十分でスリーブゴースト
が発生したり画像にガブリが生じてしまうことも
判明した。

さらにまた、直線の下側でかつ直線の上側
の領域内であつても、上記圧力ｐがｐ＞300（ｇ／
cm）であると、直線の上側領域で起こる現像と
同様に、現像剤の現像スリーブ上塗布量が不足
し、画像ムラを生じたり、十分な濃度の画像を得
ることができなかつた。

以上の実験検討結果より、第４図に示される斜
線領域内において現像器を構成することにより、
安定したトリボと現像スリーブ上の塗布状態が得
られ、さらに良好な画質を得られるという結論に
達した。

第５図は、本発明の他の一実施例であり、マグ
ネツトロールが異なる二極のみから構成されてい
ることを特徴としている。

このような配置をすることにより、磁極３c′が
第１図における磁極３ｃと同様な効果を発揮する
ことができるが、この際接触部での磁力が弱いこ
とと、装置の構成上第５図の矢印D′方向への現
像剤攪拌が一層さかんに行なわれるので、より効
果的に本発明の効果を発揮できる。この場合現像
剤の搬送性等を考慮すると、スリーブの外径が５
〜25mmの場合には、より一層本発明の効果を発揮
できる。

さらにまた、本発明は、第６図のように、規制
部材が現像スリーブの回転方向に対して逆方向に
当接している場合でも、有効的に適用可能であ
る。

（発明の効果） 本発明は以上のように、現像剤担持体と接触す
る規制部材との接触線圧、そしてその接触部に対
し現像剤担持体の回転方向上流側に位置する磁極
の磁力との関係を一定範囲に限定することによ
り、スリーブゴースト、カブリ、画像ムラ等のな
い、現像スリーブ上の安定した現像剤塗布状態が
得られ、その結果画像濃度が十分な良質画像とな
るという効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の概要構成を示
す断面図、第２図は第１図装置の接触部付近の拡
大図、第３図は磁力Ｆに対する現像剤のトリボ及
び塗布量の状況を示す図、第４図は接触線圧と磁
力との関係での画像の良否域を示す図、第５図は
本発明の他の実施例装置の概要構成を示す断面
図、第６図は本発明のさらに他の実施例装置の概
要構成を示す断面図である。 １……潜像担持体（感光ドラム）、２……現像
剤担持体（現像スリーブ）、３……磁界発生手段
（マグネツトロール）、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…
…磁極、４……現像剤容器、４ａ……開口、５…
…規制部材、Ｆ……磁力、ｐ……接触線圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部空間に固定配置された磁界発生手段の磁
   気力により現像剤を表面にて搬送する回転可能な
   現像剤担持体を、現像剤が収容せられている現像
   剤容器の前部開口より一部突出するように該容器
   内に配し、上記現像剤担持体の上記突出部分を潜
   像担持体に近接もしくは接触させて該現像剤担持
   体と潜像担持体とを平行設置した現像装置におい
   て、 上記磁界発生手段は周囲の複数位置に磁極を有
   し、一極は上記潜像担持体に対向する位置に、さ
   らに他極のうちの一極は現像剤容器の内部空間の
   位置に配され、 上記現像剤容器の開口における、現像剤担持体
   の出口側部分に、該現像剤担持体の表面と接触し
   て該表面の現像剤層の厚さを規制する規制部材の
   接触位置が上記磁界発生手段の複数の磁極の極間
   に設定され、 上記規制部材と現像剤担持体との接触位置に対
   して、上記現像剤担持体の回転方向で上流位置に
   て隣接する磁極の磁力Ｆ（ガウス）が、上記接触
   位置での１センチメートル当りの接触線圧をｐ
   （グラム／センチメートル）とした場合、0.71p＋
   385以上かつ−1.43p＋1630以下に設定されてい
   る、 ことを特徴とする現像装置。 ２ 接触線圧ｐが20グラム／センチメートル以上
   300グラム／センチメートル以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。 ３ 磁力Ｆが400ガウス以上であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の現像装置。 ４ 磁界発生手段が異二極から成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の現像装置。 ５ 異二極が磁界発生手段のほぼ一直径線上に存
   在していることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項記載の現像装置。