JPH0656533B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は現像剤担持体上に供給された一成分磁性現像剤
を、現像剤層形成部材により所定の厚さの現像剤薄層と
し、この現像剤薄層を静電潜像保持体に搬送して可視像
に現像する現像装置に関し、特に、現像剤が現像装置の
外部にこぼれたり飛散するのを防止した新規な現像剤シ
ール機構を具備した現像装置に関する。

（従来の技術） 従来の電子写真複写機等における現像装置としては、カ
スケード現像法、磁気ブラシ現像法、液体現像法等を採
用した現像装置が広く知られている。これらの現像法を
採用した現像装置には、粉体からなるトナーと磁性粉、
サンドまたはガラスビーズ等の微粉末または微粒子から
なるキャリアとを混合してなるいわゆる二成分現像剤が
使用されている。

しかし、二成分現像剤の場合、トナーはキャリアとの摩
擦帯電によって電荷が付与されるが、これらの帯電特性
は、長い間使用すると次第に劣化し、トナー画像背景部
にカブリ等が発生するために、キャリアを定期的に新品
のものと交換しなければならなかった。また、トナーと
キャリアとの混合比すなわちトナー濃度を一定の範囲内
に保持する必要があり、保守点検を行う頻度が高い分だ
け多くの作業時間や作業労力を費していた。

近年、かかる現像剤の交換頻度を低減することや、装置
の小型化を目的とした現像法としてキャリアを備えない
一成分現像法が多用されるようになってきた。その中で
も、透明性が高いという理由から、非磁性現像剤を採用
してカラー現像に応用し良い結果を得ている。

この非磁性一成分現像法としては、米国特許第２８９５
８７４号に開示されているように、「タッチダウン現像
法」が一般に良く知られている。この現像法は、手軽で
はあるが装置が大きく、また、現像剤に電荷を与える手
段としてコロトロンによる放電手段を用いているため
に、定期的にコロトロンワイヤーを清掃しなければなら
ない等の、作業面あるいはコピー画質の点においても多
くの欠点を有していた。

他の一成分現像法に関するものとしては、特開昭４７−
１３０８８号公報、特開昭４７−１３０８９号公報等に
開示されるようなものがあり、これには、インプレッシ
ョン現像に関する発明が記載されている。しかし、この
ような構成においてもより高品位なトナー画像を得るた
めには、加圧現像表面にトナーの均一で薄い層を形成
し、トナーに適切な帯電電荷を付与しなければならない
という問題が未解決であった。

これらを改善する方法として「非接触転写現像」が提案
されたが、この場合静電潜像保持体とトナーとの間隔を
よぎってトナーを飛翔させて現像するためには、０．０
５mm以下に間隔を制御する必要があり、静電潜像保持体
およびトナーの機械的精度の点から、甚だしい困難であ
った。この問題を解決するために、米国特許第３８６６
５７４号、第３８９０９２９号および第３３９３４１８
号等に示されるような、静電潜像保持体とトナーとの間
に、交番電界を印加する方法が採用されることもある。

これらの一成分現像装置に用いられる現像剤は、非磁性
体で構成されているために、特に現像剤担持体上に均一
な現像剤薄層を形成する技術が十分でない上、均一な層
で各トナーが十分電荷を保持して静電潜像保持体に搬送
しなければならないが、これらは特願昭６０−１５５０
９２号、特願昭６０−１５５０９３号等に開示されてい
る現像剤担持体とトナー層形成部材を用いることによっ
て良い結果を得ている。

一般に、上記したような現像剤担持体を用いた場合に、
現像スリーブ上に一成分現像剤を均一に薄層形成するた
めの層厚規制部材が、現像スリーブに対して幅が狭いも
のである場合には、現像ローラの層厚規制部材が当接す
る範囲の外側に現像剤が載らないようにするために、シ
ール部材を設けて、層厚規制部材の端部がシール部材と
接触させるようにしていた。

この場合は、第９図に示されるような構成のものとされ
ている。つまり、現像ローラ１０の表面に形成される現
像スリーブ１１の両端部に、シール部材１３を形成し、
そのシール部材１３の内側端部に対して、層厚規制部材
６の端部が接触するように構成しているもので、その接
触部がシールとして作用するようにされている。そし
て、上記したような構成の現像装置を用いることによ
り、現像剤ホッパから現像剤が漏れ出すことを防止する
ような方式が一般に採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の非磁性一成分現像装置にあっては、現像剤担持体
の現像剤保持性が不安定であったり、現像装置の各機構
の寸法精度のバラツキ等が原因して、現像剤が現像装置
外にこぼれたり、飛散するという問題が依然としてあ
る。

これに対して磁性現像剤を用いて、現像剤担持体内部に
設けた磁界発生手段による磁力で現像剤薄層を形成する
場合には、一成分現像剤でも二成分現像剤でもより安定
した現像剤薄層が得られる。しかし、特に一成分磁性現
像剤の場合は、粒径が５〜20μｍと非常に小さく、現像
装置の両端部をシール処理しても、わずかな隙間から漏
れが発生し、複写機の機内を汚してしまうという欠点を
持っている。

また、上記した第９図に示されるような方式を採用した
場合には、現像ローラの現像スリーブの両端部にシール
部分を設け、そのシール作用を行わせる部分として、層
厚規制部材の端部がシール部材の側面に接触するように
し、シールを行う方式を用いている。しかし、層厚規制
部材とシール部材の間に小さな間隙が発生し、そのわず
かな間隙から現像剤が流出し、現像領域まで搬送される
ことがあり、感光体の電位の有無にかかわらず、感光体
の表面に現像剤が移転されて付着し、用紙に転写された
トナー画像を汚してしまうことがある。

さらに、現像ローラの側面に流出した現像剤を完全に回
収出来ず、画像領域の外側に漏れ出して残った現像剤
が、その移動中に現像ローラから落下し、複写機の機内
を汚してしまう等の、不都合な状態が発生しやすいとい
う欠点を有している。

（発明の目的） 本発明は、一成分磁性現像装置の現像剤が現像ローラの
画像形成領域の外側にまで流出することを防止し、高品
位なコピー画像を得ることが出来るようにするととも
に、漏れ出した現像剤が複写機内に飛散されることを防
止出来るように構成した現像装置を提供することを目的
としている。

（問題点を解決するための手段および作用） 本発明は、一成分磁性現像剤を使用し、内部に固定され
た複数のマグネットを有し、その表面に回転可能に軸支
された現像スリーブ上に前記現像剤を吸着し、現像領域
に搬送する現像ローラを設けるとともに、前記現像ロー
ラに現像バイアスを印加する手段を設け、前記現像ロー
ラの現像スリーブ上の長手方向に当接される弾性体から
なる現像剤層形成部材を設けてなる一成分現像剤現像装
置に関する。

本発明の現像装置においては、現像スリーブの両側端部
に対応させて、現像領域を除く部分にシール部材を配置
し、現像剤が現像ローラ側部に漏れ出すことを防止する
手段を構成し、前記現像ローラの両端部の磁極の形状を
前記現像スリーブに対して幅広または膨出するように変
化させて、磁束密度のピーク値を持った部分を、画像領
域の外側で、かつシール部材の内側に形成するととも
に、前記現像ローラの磁束密度のピーク値を、画像領域
として設定される中央部に比較して、中央部の磁束密度
の1.05〜 1.5倍の範囲に設定している。

したがって、本発明の一成分磁性現像装置においては、
現像スリーブに対応させて配置するシール部材、および
磁束分布との位置関係を前述したように設定することに
より、現像剤がシール部材の外側に漏れ出すことを防止
できる。

そして、本発明の現像ローラにおいては、現像領域の外
側に漏れ出そうとする現像剤は、現像ローラの両側部に
配置するシール部材に対して、その内側に形成する磁束
密度の高い部分よりも外側に漏れ出すことがなくなる。
また、本発明の現像装置においては、複写機の機内に現
像剤が飛散されたりすることが防止されるので、複写機
の内部の他の装置が汚されたり、または、メンテナンス
に際して、その清掃等を行う必要がなくなる。

（実施例） 図示された実施例に従って、本発明の一成分磁性現像装
置の構成を説明する。第１図に示されるように、本発明
の現像装置は、現像剤３を収容する現像剤ホッパ５と、
感光体側端部にその一部を露出させている現像ローラ１
０とから構成される。前記現像ローラ１０には、回転可
能に設けられた現像スリーブ１１の内部に、マグネット
１５を固定して設けており、現像バイアス１８から、所
定の電荷が印加されるようになっている。

また、現像スリーブ１１の回転による現像剤３の排出側
には、層厚規制部材６が設けられており、この層厚規制
部材６を所定の圧力で現像スリーブ１１に接触させるこ
とにより、現像剤を薄層形成して現像剤層を形成し、現
像領域７に向けて供給する。そして、感光体１の表面に
形成された静電潜像に対して、前記現像バイアス１８の
印加により、現像剤を飛翔させトナー画像として可視化
させるように構成している。

第２図に示されるように、本発明の現像ローラは、その
表面に設けられている現像スリーブ１１が、図示を省略
した駆動装置により、反時計方向に回転されるようにな
っており、その内部には、複数のマグネット１５が所定
の間隔で配置されている。

このマグネット１５は、軸１６に設けられた支持台１７
に保持されているもので、マグネット１５の磁力によっ
て、現像剤３を現像スリーブ１１の表面に吸着し、層厚
規制部材６により薄層形成し現像領域に供給する。現像
バイアス１８は交流と直流を重畳した状態で、現像スリ
ーブ１１に印加するようにしている。この場合の感光体
１と現像スリーブ１１との間隔ｄは、 230〜 430μｍの
範囲に設定されており、時計方向に回転する感光体１の
周速は約 100mm／sec であり、これに対向して反時計方
向に回転される現像スリーブ１１の速度は、その約
２．５倍に設定される。

本発明の現像ローラ１０の内部に設けられるマグネット
１５は、図示されるように支持台１７に貼り合せ、また
は、その他の固定方法によって一体に設けられているも
ので、そのマグネット１５の材質は異方性のものを用
い、その着磁を行う際に、両端部の磁束密度が大きくな
るように、その磁束密度分布を形成している。

この状態は、第３図に示されるようになり、現像ローラ
１０の画像領域８の範囲以内では、その磁力Ｇ１は一定
であり、前記画像領域８の両側部の外側での磁束密度が
大きくなるようにされる。本発明のマグネット１５の構
成を、さらに詳しく説明すると、第５図に示されるよう
に、マグネット１５の中央部は同一の断面のものとして
形成され、その両端部１５ａを幅の広い部分として形成
するか、または、第６図に示されるように、マグネット
１５の両端部１５ａを外側に向けて突出させて構成す
る。

このようにして構成した現像ローラ１０において、周方
向の磁束密度の分布を測定したところ、第７図に示され
るようになる。つまり、図において実線で示される両端
部のピーク値は、鎖線で示されるローラの中央部の磁束
密度に比較して、約20％アップしていることが示され
る。また、第３図に見られるように、その磁束密度のピ
ーク値の位置は、画像領域８の外側に約３mmずれて形成
されていた。

また、本発明の現像ローラ１０において、現像スリーブ
１１の両端部には、第８図に示されるように、現像剤が
端部から漏れることを防止するために、シール部材１３
が設けられている。このシール部材１３は、その内部の
端部が層厚規制部材６の端部に接触され、それによって
シール部材１３の両端部からの現像剤の漏れを防止する
ようにシール構造を形成している。

さらに、現像ローラ１０においては、その内部に収容さ
れているマグネット１５は、その周囲を現像スリーブ１
１によりカバーされるとともに、側面がフランジ１２に
より覆われた構造になっているために、良好な状態でシ
ールされていることになる。そして、現像ローラ１０が
回転されることによって、その現像スリーブ１１の表面
に吸着された現像剤を、層厚規制部材６によって薄層形
成し、現像剤層３ａとして現像領域７に供給する。上記
したように構成することによって、本発明の現像ローラ
１０においては、第４図に示されるように、現像スリー
ブ１１の端部の磁力のピーク位置Ｐよりも外側にある現
像剤３は、磁気吸引力の大きいＰ点に向かって移動され
るようになり、シール部材１３と層厚規制部材６との間
に僅かな隙間が発生しても、その部分に入り込まないこ
とが判明した。

そこで、本発明の一成分磁性現像装置を用いて、連続し
て10万枚のコピーを行ったところ、前記シール部材１３
と層厚規制部材６との間に、わずかな隙間があったにも
かかわらず、現像スリーブ１１の端部からの現像剤の漏
れは発生しなかった。次に、現像ローラ１０の両端部の
磁束密度のピーク値を変化させて実験したところ、中央
部の磁束密度をＧ１とし、その値に対する両端部の磁束
密度Ｇ２を変化させた場合に、Ｇ２≧1.05Ｇ１の場合に
最も効果がった。しかし、前記磁束密度の分布状態が、
Ｇ２＞ 1.5Ｇ１になると、コピーの両端部の濃度が下が
るという欠点が発生した。このことから、トナー画像に
影響を与えることなしに、シール効果を得るためには、
ピーク値の範囲を1.05Ｇ１≦Ｇ２≦ 1.5Ｇ１に設定する
と良いことが判明した。

なお、上記したピーク値の範囲を設定するに際しては、
第５図に示されるような平面形状のマグネットを用いる
場合と、第６図に示されるような側面形状のマグネット
を用いる場合の、いずれについてもほぼ同一の結果を得
ることが出来た。また、本発明の現像ローラでは、図７
に示されるような磁束密度の分布状態を示すように構成
し、該現像ローラのスリーブに対しては、図８に示され
るような周辺部材を配置して、現像剤の薄層を形成する
ようにしている。なお、本発明の現像スリーブ１１の両
端部に形成するシール部材１３としては、フッ素樹脂製
のフェルト部材を用いることができる。

このようにして構成したシール部材を用いて、連続して
１万枚のコピーを行っても、そのシール部分からの現像
剤の漏れ出しは発生することがなかった。なお、本発明
のシール部材１３としては、上記したようなフッ素樹脂
製のフェルトを用いることの他に、ファーフェルト、ま
たは、塗装処理を施した場合でも、その効果を十分に発
揮させることが可能であった。さらに、本発明の実施例
においては、一成分磁性現像剤を用いた一成分磁性現像
装置に適用する場合について説明したが、本発明の実施
例は、その他の現像剤を用いる現像器についても適用さ
れ得るものであり、この他に、２成分磁性現像剤を用い
た場合には、一成分磁性現像剤の場合と同様に、十分に
その効果を発揮させることが可能になるのである。

（発明の効果） 本発明の一成分磁性現像装置においては、現像スリーブ
に配置するシール部材、およびマグネットの磁束分布と
の位置関係を前述したように設定することにより、現像
剤がシール部材の外側に漏れ出すことを防止できる。そ
して、本発明の現像ローラにおいては、現像領域の外側
に漏れ出そうとする現像剤は、現像ローラの両側部に形
成する磁束密度の高い部分よりも外側に漏れ出すことが
なくなる。また、本発明においては、シール部材の部分
に回り込んだ現像剤も、そのシールの内側の磁束密度の
高い部分に向けて自然に移動されるので、シールの隙間
を通って外部に排出されることが防止される。したがっ
て、本発明の現像装置においては、現像スリーブの画像
領域の外側に、余分な現像剤が付着することが防止され
るために、その部分からの現像剤の落下がなくなり、そ
れによって、複写機械内の汚れの発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の構成を示す断面図、第２図
は現像ローラの構成を示す断面図、第３図は現像ローラ
の磁束密度分布を示す説明図、第４図は第３図に示す現
像ローラの端部における現像剤の状態を示す説明図、第
５図および第６図はそれぞれ本発明のマグネットの構成
を示す平面図と側面図、第７図は現像ローラの周方向の
磁束密度分布を示すグラフ、第８図は本発明の現像ロー
ラと層厚規制部材、シール部材の関係を示す斜視図であ
り、第９図は従来例を示す説明図である。 図中の符号 １……感光体、２……静電潜像、３……現像剤、５……
現像剤ホッパ、６……層厚規制部材、７……現像領域、
８……画像領域、１０……現像ローラ、１１……現像ス
リーブ、１２……フランジ、１３……シール部材、１５
……マグネット、１６……軸、１７……支持台、１８…
…現像バイアス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須長 貴行 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 茶谷 清志 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭54−68249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−89781（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一成分磁性現像剤を使用し、内部に固定さ
   れた複数のマグネットを有し、その表面に回転可能に軸
   支された現像スリーブ上に前記現像剤を吸着し、現像領
   域に搬送する現像ローラを設け、 前記現像ローラに現像バイアスを印加する手段を設け、
   前記現像ローラの現像スリーブ上の長手方向に当接され
   る弾性体からなる現像剤層形成部材を設けてなる一成分
   現像剤現像装置において、 現像スリーブの両側端部に対応させて、現像領域を除く
   部分にシール部材を配置し、現像剤が現像ローラ側部に
   漏れ出すことを防止する手段を構成し、 前記現像ローラの両端部の磁極の形状を前記現像スリー
   ブに対して幅広または膨出するように変化させて、磁束
   密度のピーク値を持った部分を、画像領域の外側で、か
   つシール部材の内側に形成するとともに、 前記現像ローラの磁束密度のピーク値を、画像領域とし
   て設定される中央部に比較して、中央部の磁束密度の1.
   05〜 1.5倍の範囲に設定することを特徴とする現像装
   置。