JPH0812515B2 - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真プロセス等で静電潜像担持体表面
に形成された静電潜像を現像するために使用される静電
潜像現像装置に関する。

従来技術とその問題点 一般に、この種の静電潜像現像装置としては、現像ス
リーブの外周面上に保持された磁性現像剤（以下、現像
剤という）を周方向に搬送し、該現像スリーブと静電潜
像担持体とが対向する現像領域で静電潜像担持体表面に
形成された静電潜像を現像する様にしたものが提供され
ており、近年の複写機の小型化に対応してその設置スペ
ースも狭められ、現像装置自体の小型化も強く要請され
ている。

ところで、この種の現像装置では、現像領域を通過し
た現像剤、即ち現像後の現像剤はトナー濃度が低下して
いることからいったん現像スリーブの外周面から離脱さ
せ、新たな現像剤を現像スリーブの外周面に供給すると
いういわば現像剤の入れ替えを行なう必要がある。

そのため、従来では現像領域の下流側で現像スリーブ
の外周面にスクレーバを圧接せしめ、これにて現像後の
現像剤を掻き落していた。

しかしながら、これではスクレーパの設置スペースが
必要で現像装置の大型化につながり、製造コストも上昇
するという問題点がある。また、現像スリーブの回転に
よって現像剤を搬送する形式のものでは、搬送性の向上
を図るために現像スリーブの外周面にサンドブラスト処
理等にて微小凹凸を形成することが効果的である。しか
し、この様な現像スリーブの外周面に前記スクレーパを
圧接させると、圧接部分において微小凹部にトナーが埋
まりフィルミング現像を生じるという問題点を有してい
る。

一方、現像スリーブの外周面に新たに供給された現像
剤は、現像領域の上流側で穂高規制板にて搬送量を規制
される。この穂高規制板にて搬送を規制され穂高規制板
上流側に溜った現像剤は、順次搬送されてくる現像剤に
て穂化規制板に押し付けられてストレスが加わり、劣化
が促進されて寿命が短かくなるという問題点も有してい
る。

問題点を解決するための手段 以上の問題点を解決するため、本発明に係る静電潜像
現像装置は、現像スリーブの外周面上に保持された磁性
現像剤を周方向に搬送し、該現像スリーブと静電潜像担
持体とが対向する現像領域で静電潜像担持体表面に形成
された静電潜像を現像する静電潜像現像装置において、
前記現像剤搬送方向に回転駆動される現像スリーブと、
前記現像スリーブ内に固定され、共通の極性を有すると
ともに互いに隣接して設けられた２つの同極磁極と、前
記現像剤搬送方向において前記同極磁極の下流側に設け
られ、前記現像スリーブ表面に対向して設けられた穂高
規制板と、前記同極磁極と反対の極性を有し、前記現像
剤搬送方向において前記穂高規制板の下流側に設けら
れ、前記同極磁極近傍の現像剤を前記穂高規制板と前記
現像スリーブ表面との間隙を通して吸引する吸引磁極
と、前記現像剤搬送方向において前記同極磁極の上流側
において前記現像スリーブ表面に現像剤を供給する現像
剤供給手段と、を備えたものである。

作用 以上の構成において、現像スリーブ内の同極磁極の間
には反発磁界が形成され、現像剤はこの反発磁界によっ
て現像スリーブの外周面から離れ、かつ穂高規制板に衝
突してその手前部分で対流する現像剤と混合攪拌され
る。即ち、現像後の現像剤は前記同極磁極の上流側で新
たな現像剤を供給され、前記反発磁界対応部分でいった
ん現像スリーブの外周面から離れ、穂高規制板の手前部
分で混合攪拌された後新鮮な現像剤として、即ち現像剤
の入れ替えが行なわれ穂高規制板で穂切りされて吸引磁
極により現像領域に搬送される。

実施例 第１図，第２図は本発明に係る静電潜像現像装置の一
実施例の要部を示し、磁気ローラ（２）を内蔵した現像
スリーブ（１）をケーシング（５）の開口に設け、該現
像スリーブ（１）の外周面に穂高規制板（３）の先端を
対向せしめ、ケーシング（５）の円弧状部（６）の端部
にコボレ防止板（７）を突設したもので、現像スリーブ
（１）の図中左斜め下方には現像剤供給手段としての図
示しないバケットローラが設置されている。

現像スリーブ（１）は非磁性導電剤（例えばアルミニ
ウム）から円筒状に形成したもので、外周面にはサンド
ブラスト処理にて３〜10μｍの微小凹凸が形成され、矢
印（ａ）方向に回転駆動可能であり、矢印（ｂ）方向に
回転駆動可能な感光体ドラム（10）の表面に対向してい
る。現像剤は磁気ローラの磁力にてこの現像スリーブ
（１）の外周面に保持され、現像スリーブ（１）の回転
に基づいて矢印（ａ）方向に搬送される。

磁気ローラ（２）は外周部に磁極（N₁）〜（N₅），
（S₁）〜（S₆）を、磁極（S₃），（S₄）は同極が周方向
に隣接する様に、かつ第２図に示す角度をもって着磁し
たもので、前記現像スリーブ（１）内に固定されてい
る。なお、前記磁極（S₃），（S₄）を以下、同極磁極と
いう。この磁気ローラ（２）の各磁極の磁力は現像スリ
ーブ（１）の外周面上で第３図に示す様に分布され、同
極磁極（S₃），（S₄）の磁力は弱く着磁されている。同
極磁極（S₃），（S₄）の着磁方法としては、電磁石装置
を該当部分に対向配置して同時に二つの磁極（S₃），
（S₄）を強制的に着磁する方法が一般的である。また、
一つのＳ極を着磁し、これをスリットを形成することに
よってあるいはシールド部材を設けることによって磁極
（S₃），（S₄）に分割してもよい。さらに、二つの棒磁
石を設置することによって磁極（S₃），（S₄）を設置し
てもよい。そして、この同極磁極（S₃），（S₄）は現像
領域（Ｙ）の背面側であって現像剤が下方から上方へと
搬送される途中に対向位置している。また、現像領域
（Ｙ）に対向する現像磁極（N₁）は磁気ローラ（２）の
中心から感光体ドラム（10）の中心を結ぶ直線（Ｌ）よ
りも角度（θ）だけ上方に位置し、この角度（θ）は本
実施例では５°である。

穂高規制板（３）は先端が吸引磁極（N₄）と前記一方
の同極磁極（S₄）の間に対向し、水平面から60°の角度
に設置されている。

コボレ防止板（７）は現像領域（Ｙ）の直下でケーシ
ング（５）の開口縁部から、現像スリーブ（１）の外周
面にほぼ沿ってかつ感光体ドラム（10）の表面に向って
立ち上がり、その先端は前記現像磁極（N₁）の直下の磁
極（S₁）に対向している。換言すれば、磁極（S₁）はコ
ボレ防止板（７）の先端と現像スリーブ（１）の中心と
を結ぶ直線上に位置している。

また、現像スリーブ（１）の直上にはケーシング
（５）の一部を構成する粉煙防止板（図示せず）が設置
され、粉煙トナーの上方への飛散を防止する様になって
いる。

以上の構成において、現像剤は磁気ローラ（２）の磁
力に拘束されて現像スリーブ（１）の外周面上に保持さ
れ、該現像スリーブ（１）の矢印（ａ）方向の回転に基
づいてその外周面上を矢印（ａ）方向に搬送され、現像
領域（Ｙ）にて感光ドラム（10）の表面に形成された静
電潜像を現像する。搬送量は穂高規制板（３）を通過す
る際にそのギャップ（Db）分に穂切りされることによっ
て規制される。

なお、新たな現像剤は図示しないバケットローラの回
転に基づいて現像スリーブ（１）の外周面上であって磁
極（N₃），（S₃）に対向する部分に供給される。

詳しくは、第１図に示す様に、現像剤は同極磁極
（S₃），（S₄）間の反発磁界（Ｘ）によってその部分で
現像スリーブ（１）の外周面から離れ、かつ穂高規制板
（３）に衝突してその手前部分（Ｑ）で対流する現像剤
と混合攪拌される。即ち、現像後の現像剤（トナー濃度
は低下している）は磁極（N₃），（S₃）対応部分で新た
な現像剤を供給されるのであるが、前記反発磁界（Ｘ）
対応部分でいったん現像スリーブ（１）の外周面から離
れ、同極磁極（S₃），（S₄）の磁力の及ばない前記対流
部分（Ｑ）で新鮮な現像剤と混合攪拌され、その一部は
同極磁極（S₄）に吸着されると共に穂高規制板（３）で
穂切りされて現像領域（Ｙ）に搬送される。また、前記
対流部分（Ｑ）は現像剤搬送のいわばダンパとして作用
し、図示しないバケットローラでの現像剤供給の脈動に
よる供給ムラが穂高規制板（３）を通過後の現像剤に生
じることを防止する。従って、穂高規制板（３）は吸引
磁極（N₄）から上流側に若干ずれて対向すること、反発
磁界（Ｘ）で飛び散った現像剤を上流側面で外方に案内
し、反発磁界（Ｘ）の磁力が及ばない部分で現像剤が自
然に落下しうる角度（水平面から30°〜90°）に設定す
ることが適切であり、本実施例では水平面から60°の角
度とされている。また、同極磁極（S₃），（S₄）の磁力
は100G程度の弱さであることが好ましい。磁力が強い
と、反発磁界（Ｘ）部分で現像剤が穂高規制板（３）の
上流側面に沿って遠方に飛び過ぎ、再び現像スリーブ
（１）に吸着されることがないからである。しかし、同
極磁極（S₃），（S₄）に対向する部分では現像剤を補足
可能な磁力は必要である。

前述のごとく、現像スリーブ（１）の外周面上の現像
剤は反発磁界（Ｘ）の作用でいわば掻き落されて入れ替
ることとなり、そのためのスクレーパを現像スリーブ
（１）の外周面に圧接させる必要はない。しかも、穂高
規制板（３）の上流側の対流部分（Ｑ）において現像剤
はスムーズに対流することとなり、トナーの帯電が十分
に行なわれると共に、磁気ローラ（２）による磁気的拘
束力を受けず重力による作用と現像剤同士の摩擦力だけ
で移動している対流部分（Ｑ）で穂高規制されることか
ら現像剤に余分なストレスが加わることもない。

一方、第２図に示す様に、現像領域（Ｙ）で静電潜像
の現像を終了した現像剤はコボレ防止板（７）を通過す
る。このとき、現像剤表面とコボレ防止板（７）との間
の僅かな隙間に現像剤搬送方向（矢印ａ）への空気流が
形成される。コボレ防止板（７）の周囲には感光体ドラ
ム（10）の表面に引かれて矢印（ｂ）方向に流れようと
する空気流も存在するが、感光体ドラム（10）の周速よ
りも現像スリーブ（１）の周速のほうが速く（約1.5
倍）、これによる空気流のいわゆる吸い込み作用で、コ
ボレ防止板（７）の周囲にはケーシング（５）内に流れ
る空気流が形成されるのである。特に、磁極（S₁）を通
過する際の現像剤は磁束に沿って穂が立っているが、該
磁極（S₁）を通過直後に磁束に沿って穂が寝ることとな
り、この現像剤の動きでより強い空気流が形成されるこ
ととなる。

従って、現像領域（Ｙ）の直後で発生した粉煙トナー
はこの空気流に乗ってケーシング（５）内に引き込ま
れ、感光体ドラム（10）の表面に沿って流れて現像装置
外へ漏出することはない。

以上の作用を奏するため、コボレ防止板（７）の先端
は現像磁極（N₁）直後の磁極（S₁）に対向し、現像スリ
ーブ（１）とギャップ（Ｓ）は現像剤の穂高と同一ない
しはそれよりも広く設定されることが必要である。即
ち、ギャップ（Ｓ）は前記空気流を形成するため穂高規
制ギャップ（Db）と同じか大きく設定され、その上限は
ギャップ（Db）の４倍程度である。また、コボレ防止板
（７）の内側根元部には小さな空間部（7a）が形成され
ている。この空間部（7a）はコボレ防止板（７）内に引
き込まれた空気流の流速をここで減速させ、粉煙トナー
を落ちつかせる作用を奏する。

なお、第４図に示す様に、非磁性導電材からなるコボ
レ防止板（８）を前述のコボレ防止板（７）の内側に重
ねて設け、バイアス電源（４）にてトナーの帯電極性と
は逆極性のバイアスを印加しても良い。この例ではバイ
アス電源（４）は現像スリーブ（１）へのバイアス印加
電源と共用されている。このコボレ防止板（８）は前記
コボレ防止板（７）と同様の空気形成作用を有するのみ
ならず、バイアス印加にてトナーを吸引する作用を有
し、粉煙トナーの漏出をより確実に防止できる。さら
に、コボレ防止板（８）は先端部のみを導電材とし、そ
の導電材にバイアスを印加する様にしても良く、このほ
うが粉煙トナーの流れが良好となる。

ここで、本発明者等が行なった実験における条件を具
体的に列挙する。

感光体ドラム： 周速 ……350mm/sec （システムスピード） 直径 ……100mm 表面帯電電位 ……＋750V （静電潜像最高電位） 現像スリーブ： 直径 ……37mm 回転数 ……293rpm 周速 ……567mm/sec 現像バイアス ……＋200V 現像ギャップ（Ds）……0.7mm 穂高規制ギャップ（Db）……0.6〜0.7mm コボレ防止ギャップ（Ｓ）……1.4mm 感光体ドラム表面とのギャップ……1.0mm 現像磁極（N₁）磁力……1000G 同極磁極（S₃），（S₄）磁力……100G 以上の条件下での実験にあっては、良好な現像を実現
できたばかりか、同極磁極（S₃），（S₄）部分における
現像剤の入れ替えが良好であり、対流部分（Ｑ）での現
像剤の動きがスムーズで、トナーの帯電も十分であり、
現像剤の劣化も認められなかった。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、現像ス
リーブ回転、磁気ローラ固定とし、磁気ローラの同極が
周方向に隣接する同極磁極を現像領域の背面側であって
現像剤が下方から上方へと搬送される途中に対向せしめ
る一方、穂高規制板を前記同極磁極とその現像剤搬送方
向下流側に位置する吸引磁極との間に設置し、かつ現像
剤供給手段にて新たな現像剤を前記同極磁極よりも現像
剤搬送方向上流側に供給する様にしたため、前記同極磁
極間に形成される反発磁界の作用で現像スリーブの外周
面を搬送される現像後の現像剤が現像スリーブの外周面
から離れ、穂高規制板の上流側スペースで対流して新た
に供給された現像剤と混合攪拌されるとともに、吸引磁
極により現像スリーブ上に吸引され、その結果現像剤は
スクレーパを設けることなく現像スリーブの外周面上で
入れ替れる。従って、現像装置の構成が簡略化、小型化
され、製造コストも安価につく。しかも、スクレーパで
掻き落すことはないので、現像スリーブの外周面に現像
剤の搬送力向上のために微小凹凸を形成した場合であっ
ても該凹部にトナーが埋ってフィルミング現像を生じる
こともない。

また、現像剤は前記穂高規制板の上流側スペースでス
ムーズに対流するため、トナーの帯電が十分に行なわれ
るばかりか、現像剤が次に搬送されてくる現像剤にて穂
高規制板の上流側面に押し付けられることもなく、現像
剤の劣化が少なく、長寿命を維持できる。さらに、現像
剤供給手段が前記実施例に示したバケットローラであっ
て現像剤の供給に脈動が生じているとしても、前記現像
剤の入れ替え動作にて脈動が解消され、現像剤の脈動に
基づく現像むらといった不具合を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明に係る静電潜像現像装置の一実
施例の要部を示す断面図、第３図は磁気ローラの磁力を
示すグラフ、第４図は変形例を示す断面図である。 （１）…現像スリーブ、（２）…磁気ローラ、（３）…
穂高規制板、（10）…感光体ドラム、（S₃），（S₄）…
同極磁極、（N₄）…吸引磁極、（Ｙ）…現像領域。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−129882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−187371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−117171（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−52940（ＪＰ，Ｕ) 実願 昭48−106098号（実開 昭50− 52940号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像スリーブの外周面上に保持された磁性
   現像剤を周方向に搬送し、該現像スリーブと静電潜像担
   持体とが対向する現像領域で静電潜像担持体表面に形成
   された静電潜像を現像する静電潜像現像装置において、 前記現像剤搬送方向に回転駆動される現像スリーブと、 前記現像スリーブ内に固定され、共通の極性を有すると
   ともに互いに隣接して設けられた２つの同極磁極と、 前記現像剤搬送方向において前記同極磁極の下流側に設
   けられ、前記現像スリーブ表面に対向して設けられた穂
   高規制板と、 前記同極磁極と反対の極性を有し、前記現像剤搬送方向
   において前記穂高規制板の下流側に設けられ、前記同極
   磁極近傍の現像剤を前記穂高規制板と前記現像スリーブ
   表面との間隙を通して吸引する吸引磁極と、 前記現像剤搬送方向において前記同極磁極の上流側にお
   いて前記現像スリーブ表面に現像剤を供給する現像剤供
   給手段と、 を備えたことを特徴とする静電潜像現像装置。