JPH08254900A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複写機、プリンタの小型化等に伴う磁気ロー
ルの小径化という要請を満足させながら、磁気ロールか
らの現像剤の剥離過程で現像剤に機械的なストレスを与
えることなく、装置内で良好な現像剤の循環を実現で
き、もって、経時的な画質の劣化や現像剤の寿命の短縮
化を有効に回避する。 【構成】 回転可能な非磁性スリーブ２内に磁界発生部
材３が固定設置される磁気ロール１を有する現像装置に
おいて、磁気ロール１の周囲のうち現像磁極３ａと当該
現像磁極３ａに隣接する下流側の搬送磁極３ｂとの間に
現像剤剥離部材５を配設し、かつ、当該現像剤剥離部材
５と磁気ロール１との間には現像剤Ｇ上層部が除去され
る程度の間隙ｄを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真を利用する複
写機、プリンタなどの画像形成装置で用いられる現像装
置に係り、更に詳細には、非磁性スリーブ内に磁界発生
部材が固定設置された磁気ロール上に現像剤を保持さ
せ、当該現像剤により潜像担持体上の潜像を可視化する
方式のものを前提とし、特に磁気ロールからの現像剤の
剥離手段を改良した現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式の複写機、プリン
タ等で特にスリーブ内部に磁界発生部材が固定設置され
た磁気ロールを用いたもの、更には、現像剤に二成分現
像剤を用いたものにおいては、磁気ロールからの現像剤
の剥離が良好に行われないと、出力画像上に前画像の履
歴が現れるという事態を生ずる。

【０００３】また、近年、複写機、プリンタ等の画像形
成装置の小型化が急速に進んでおり、当然ながら、電子
写真方式の複写機、プリンタ等に関しても例外ではなく
小型化が進んでいる。これに伴い、構成部品の小型化が
必要とされ、例えば現像装置についても磁気ロールが小
径化される傾向にある。

【０００４】従って、例えば、現像装置においては、磁
気ロールの小径化という要請を満足させながら、磁気ロ
ールからの現像剤の剥離を如何に実現するかということ
が重要な技術的課題になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、磁気ロールから
の現像剤の剥離方法として最も一般的に用いられている
方法としては、スリーブ内部の磁界発生部材の剥離位置
に相当する部位に反発磁極を設け、この反発磁極による
反発磁界（磁気的な反発力）を用いて現像剤を剥離する
方法が挙げられる。しかし、この方法は、磁気ロールの
小径化に伴い、複数極の着磁を行うことが技術的に困難
であること、仮に、着磁を行っても反発磁極に十分な幅
が得られず、結果的に十分な現像剤の剥離効果が得られ
ない等の制限があり、小径の磁気ロールにおいて良好な
現像剤の循環を実現することが難しい。

【０００６】また、磁気ロールからの現像剤の剥離方法
の他の従来方法としては、磁気ロールのスリーブ表面に
スクレーパを当接させ、磁気ロール上の残留現像剤を掻
き取る方法が挙げられる。しかしながら、この方法によ
ると、現像剤の剥離の際、現像剤に機械的なストレスを
与えるため、現像剤の劣化、強いては、画質の悪化及び
現像剤寿命の短縮といった技術的課題につながりやす
い。

【０００７】尚、この両者の特徴（反発磁極及びスクレ
ーパ）を併せた方法が例えば特開昭５５−１１８０６５
号公報に示されているが、反発磁極のレイアウトの困難
性やスクレーパによる現像剤の機械的なストレスは避け
られず、磁気ロールの大径化及び画質の劣化や現像剤の
寿命の短縮といった技術的課題を引き起こすものと思料
される。

【０００８】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めに為されたものであって、複写機、プリンタの小型化
等に伴う磁気ロールの小径化という要請を満足させなが
ら、磁気ロールからの現像剤の剥離過程で現像剤に機械
的なストレスを与えることなく、装置内で良好な現像剤
の循環を実現でき、もって、経時的な画質の劣化や現像
剤の寿命の短縮化を有効に回避できるようにした現像装
置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、回転可能な非磁性スリーブ２内に磁
界発生部材３が固定設置される磁気ロール１を有し、前
記磁界発生部材３には潜像担持体４に対向して現像磁極
３ａ及びこの現像磁極３ａの下流側に少なくとも一つの
搬送磁極３ｂを具備させ、前記磁気ロール１表面に二成
分現像剤Ｇを担持させ、潜像担持体４上に形成された静
電潜像を可視化する現像装置において、前記磁気ロール
１の周囲のうち前記現像磁極３ａと当該現像磁極３ａに
隣接する下流側の搬送磁極３ｂとの間に現像剤剥離部材
５を配設し、かつ、当該現像剤剥離部材５と磁気ロール
１との間には現像剤Ｇ上層部が除去される程度の間隙ｄ
を形成したことを特徴とする。

【００１０】このような技術的手段において、この発明
は、接触現像のみならず、非接触現像でも適用すること
が可能である。また、前記磁界発生部材３としては、心
材に現像磁極３ａ及び搬送磁極３ｂを埋め込むようにし
てもよいし、あるいは、磁性部材に前記磁極３ａ，３ｂ
を着磁するようにしてもよいし、あるいは、心材上に予
め着磁した磁石シートを張り付ける等適宜選定すること
ができる。

【００１１】また、前記現像磁極３ａとしては、実効現
像領域（潜像担持体４の回転を停止し、磁気ロール１に
現像可能な電圧を印加したとき、潜像担持体４上に形成
された静電潜像がトナー現像されてトナー帯幅となる領
域を指す）に対して現像に寄与する磁極であれば、一つ
でもよいし（一つの磁極の一部に反発磁界を生成するよ
うなものをも含む）、複数でもよいが、磁気ロール１の
小径化として観点からすれば一つが好ましい。一方、前
記搬送磁極３ｂとしては異極性の磁極を複数設けても差
し支えないが、磁気ロール１の小径化という観点からす
れば一つだけ設けることが好ましい。

【００１２】更に、前記現像剤剥離部材５のレイアウト
については、現像磁極３ａとこれに隣接する下流側の搬
送磁極３ｂとの間において、磁気ロール１と非接触配置
すればよい。このとき、現像剤剥離部材５と磁気ロール
１との間の間隙ｄは使用する現像剤Ｇの種類に応じて適
宜選定されるものであり、通常トナーの含有率の下がっ
た現像剤（このままでは安定した現像性を確保できない
程度の現像剤を意味する）が集中する現像剤Ｇの上層部
のみを剥離する程度に選定される。

【００１３】

【作用】上述したような技術的手段によれば、磁気ロー
ル１により現像剤Ｇが搬送されて現像磁極３ａ部位に到
達すると、当該現像剤Ｇは潜像担持体４上の静電潜像を
現像する。そして、現像後の残留現像剤Ｇは、上下関係
を入れ替えることなく剥離位置まで搬送され、剥離位置
ではスリーブ２に所定間隙ｄを有して配した現像剤剥離
部材５により剥離する。

【００１４】更に詳しくは、実効現像領域通過後且つ剥
離位置の間に磁気ロール１内部の磁極を配さないことに
よって、実効現像領域内で現像に関与したことによりト
ナーの含有率の下がった現像剤Ｇが集中する上層部はト
ナー含有率の高い下層部と攪拌することなく剥離位置ま
で搬送されるため、所定間隙ｄを有して配した現像剤剥
離部材５はトナーの含有率の下がった現像剤が集中する
上層部を主として剥離することになる。この結果、トナ
ーの含有率の下がった現像剤がそのまま磁気ロール１に
保持されたまま搬送されることはなくなり、磁気ロール
１周囲にはトナー含有率の高い現像剤が効果的に循環搬
送され、出力画像上に履歴が現れることは有効に回避さ
れる。

【００１５】また、現像剤剥離部材５が磁気ロール１の
スリーブ２に当接していないことにより、現像剤への機
械的なストレスは極めて少なくなる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図２はこの発明が適用された現像装置の一実施例を用い
た画像形成装置を示す説明図である。同図において、符
号１１は潜像担持体としての感光ドラム、１２は前記感
光ドラム１１を帯電する帯電器、１３は半導体レーザ１
３ａ及びポリゴン回転ミラー１３ｂを内蔵するレーザ光
発生器、１４はこの発明が適用された二成分現像方式の
現像装置、１５は転写前帯電器、１６はペーパガイド１
７に沿って搬送される転写紙１８に対して感光ドラム１
１上のトナー像を転写する転写帯電器、１９は転写後の
転写紙１８を除電して感光ドラム１１から転写紙１８を
剥離する剥離用帯電器、２０は感光ドラム１１上の残留
トナーを除去するクリーナ、２１は感光ドラム１１上の
残留電荷を除去する除電用露光器、２２は転写後の転写
紙１８を図示外の定着器へ搬送する搬送ベルトである。

【００１７】このような画像形成装置の作像プロセスは
例えば以下の通りである。すなわち、感光ドラム１１は
帯電器１２で帯電され、レーザ光発生器１３からのレー
ザ光で画像に相当する潜像が感光ドラム１１の所定の位
置に形成され、この潜像は現像装置１４により現像され
る。この時、レーザ光は画像部を書き込むようになって
おり、帯電器１２で帯電された感光ドラム１１の表面電
位極性と同じ極性電荷を持つトナーが感光ドラム１１の
レーザ光照射部に付着する。こうして、感光ドラム１１
上に形成されたトナー像及び感光ドラム１１は必要に応
じて転写前帯電器１５の照射を受け転写に最適な状態に
帯電または除電された後、転写帯電器１６によりペーパ
ガイド１７より進入してきた転写紙１８上に転写され
る。

【００１８】転写工程終了後、転写紙１８は剥離用帯電
器１９により除電され、感光ドラム１１から剥離されて
搬送ベルト２２により図示外の定着器に搬送され定着工
程が施される。一方、転写工程終了後、感光ドラム１１
上の残留トナーは、クリーナ２０によりクリーニングさ
れ、引き続き除電用露光器２１から露光を受け、再び１
２帯電器による帯電工程に入り、前述の全工程を繰り返
し、複数枚の連続プリントを出力する。

【００１９】次に、この実施例で用いられる現像装置１
４の詳細を図３に示す。同図において、現像装置１４
は、感光ドラム１１に対向する部位に現像用開口３２が
開設された現像ハウジング３１を有し、この現像ハウジ
ング３１の前記現像用開口３２に面した箇所に磁気ロー
ル３３を配設すると共に、この磁気ロール３３に隣接し
た現像ハウジング３１内には現像剤攪拌搬送用の一対の
オーガ３４，３５を配設したものである。

【００２０】この実施例において、前記磁気ロール３３
は、外側に非磁性中空円筒状であって剛性のある硬質で
導電性のスリーブ４１と、このスリーブ４１の内部に複
数の磁極が設けられたマグネット部材４２とを有する二
重構造で、前記マグネット部材４２が固定であって外側
のスリーブ４１のみを回転させる方式である。特に、こ
の実施例では、前記マグネット部材４２の着磁パターン
は、磁気ロール３３の小径化に伴い、多数の極の着磁に
よる所望の着磁パターンが得られないため、実効現像領
域（実際に現像に寄与する領域）に対応した現像磁極４
３（この実施例ではＮ1極）とこれと略１８０゜偏位し
た搬送磁極４４（この実施例ではＳ1極）との二極の着
磁が施されている。尚、大径の磁気ロールにおいては二
極の着磁では現像剤の飛び散りやこぼれなど現像剤の搬
送性に問題が生ずるが、磁気ロールの小径化により二極
の着磁でも問題のない現像剤の搬送が実現できた。

【００２１】また、前記磁気ロール３３の周囲のうち、
前記搬送磁極４４の下流側で前記実効現像領域の上流側
に位置する部位には層厚規制板３６が磁気ロール３３に
対して所定間隙を隔てて配設されており、オーガ３４で
かき上げられた現像剤は層厚規制板３６で薄層化され、
実効現像領域まで搬送される。そして、この実施例で
は、感光ドラム１１と磁気ロール３３との間の距離は５
００μｍに設定されており、この状態で、磁気ロール３
３上に形成された現像剤層は感光ドラム１１に接触し、
感光ドラム１１上の静電潜像を可視化する。

【００２２】更に、この実施例では、前記磁気ロール３
３の周囲のうち、前記現像磁極４３の下流側で前記搬送
磁極４４の上流側には非磁性のスクレーパ（現像剤剥離
部材）３７が配設されており、このスクレーパ３７は前
記磁気ロール３３と非接触配置され、このスクレーパ３
７と磁気ロール３３との間隙３８は例えば層厚規制板３
６と磁気ロール３３との間隙の約１／２程度に設定され
る。

【００２３】次に、この実施例に係る現像装置の現像剤
の挙動を図４に基づいて説明する。今、実効現像領域ま
で搬送されたスリーブ４１上に形成された現像剤層は、
静電潜像を可視化する際に、現像磁極４３（Ｎ1極）に
よる現像剤の穂立ちのうち主に感光ドラム１１近傍のも
のが静電潜像の可視化に関与する。これにより、二成分
現像剤層の表層部分のトナーの含有率は局所的に低下す
る。

【００２４】そして、現像剤層はスリーブ４１の回転に
伴い実効現像領域を通過して、穂立ちを形成しなくなる
が、このとき、穂立ちは上部から折り重なるように現像
剤層の上層に倒れるため、実効現像領域の下流側に位置
する現像剤層は、図４に示すように、トナー含有率の高
い層ａがスリーブ４１上に、トナー含有率の低い層ｂ
（現像ハウジング３１内の現像剤トナー濃度よりもトナ
ー濃度が低い層を意味する）がその上層に形成された二
層構造となる。前記のように、二層構造に形成された実
効現像領域の下流側の現像剤層は、更にスリーブ４１の
回転により搬送され、現像ハウジング３１内にスリーブ
４１に対して所定間隙３８を有して設けられたスクレー
パ３７により現像剤層の上層を選択的に剥離する。

【００２５】このとき、実効現像領域通過後且つ剥離位
置前に磁極が配されていないために、実効現像領域の下
流で形成されたトナー含有率の高い層ａとトナー含有率
の低い層ｂの二層構造の現像剤層は上下関係を入れ替え
ることなく、スクレーパ３７の対向位置まで運ばれる。
このため、所定間隙を有して設けられたスクレーパ３７
は選択的にトナー含有率の低い層ｂを剥離する。よっ
て、スクレーパ３７通過後の現像剤層は略完全にトナー
含有率の高い層ａとして形成され、オーガ３４により供
給された新たな現像剤（トナー含有率の高い現像剤）と
共に磁気ロール３３の周囲を循環することになり、履歴
の現れることのない良好な現像剤の循環が実現される。

【００２６】また、スクレーパ３７は所定間隙を有して
設けられているために、剥離の際に現像剤に機械的なス
トレスを与えることがなく、よって、現像剤の劣化によ
る画質の低下や寿命の短縮といった問題を引き起こすこ
とがない。

【００２７】◎実施例２ 図５は四極に着磁された磁気ロールを用いた場合の実施
例を示す。尚、実施例１と同様な構成要素については実
施例１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を
省略する。同図において、現像装置１４の磁気ロール３
３は、実施例１と異なり、一つの現像磁極４３（Ｎ1
極）及び三つの搬送磁極４４（Ｓ1極，Ｎ2極，Ｓ2極）
を略９０゜間隔で配列したマグネット部材４２をスリー
ブ４１内に固定設置したものであり、磁気ロール３３の
周囲のうち、現像磁極４３（Ｎ1極）の下流側で且つ現
像磁極４３に隣接する搬送磁極４４（Ｓ1極）の上流側
の所定部位にはスクレーパ３７が磁気ロール３３に対し
て所定の間隙３８をもって非接触配置されている。尚、
この実施例では、現像剤攪拌搬送用のオーガ３４，３５
は上下に並設されている。

【００２８】従って、この実施例によれば、多極の着磁
が行なわれた磁気ロール３３を用いているので、実施例
１に比べて現像装置自体は大型になるが、スクレーパ３
７のレイアウトを図のように選定することにより、現像
磁極４３（Ｎ1極）周辺の実効現像領域でトナーが消費
され、トナー含有率の低くなった現像剤層は前記スクレ
ーパ３７により確実に剥離されることになり、磁気ロー
ル３３にはトナー含有率の低い現像剤層が循環供給され
る懸念はなく、磁気ロール３３にはトナー含有率の高い
現像剤がオーガ３４，３５で攪拌搬送された新たな現像
剤（トナー含有率の高い現像剤）と共に循環供給され
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、磁気ロール上で実効現像領域を通過した現像剤層の
トナー含有率の低い上層部をその上下関係を入れ替える
ことなく剥離位置まで搬送し、磁気ロールに対して所定
間隙を有する現像剤剥離部材にて前記現像剤の上層部の
みを剥離するようにしたので、トナー含有率の低い現像
剤層がそのまま磁気ロール上に保持される事態を有効に
回避でき、実効現像領域に対してトナー含有率の高い現
像剤を常時供給することが可能になり、履歴の現れない
良好な現像剤の循環供給を実現することができる。ま
た、現像剤を剥離するのに磁気ロールの内部の磁界発生
部材に反発磁極を設ける必要がないので、磁気ロールの
小径化を容易に実現することができる。更に、磁気ロー
ルに対して現像剤剥離部材を非接触配置させるようにし
たので、現像剤を剥離する際に現像剤に機械的なストレ
スを与えることがなく、現像剤の劣化による画質の低下
や寿命の短縮といった事態を有効に回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る現像装置の構成を示す説明図
である。

【図２】 この発明が適用された現像装置を用いた画像
形成装置の実施例１を示す説明図である。

【図３】 実施例１に係る現像装置の詳細を示す説明図
である。

【図４】 実施例１に係る現像装置における現像剤の挙
動を示す説明図である。

【図５】 この発明が適用された現像装置を用いた画像
形成装置の実施例２を示す説明図である。

【符号の説明】

１…磁気ロール，２…非磁性スリーブ，３…磁界発生部
材，３ａ…現像磁極，３ｂ…搬送磁極，４…潜像担持
体，５…現像剤剥離部材，Ｇ…現像剤，ｄ…間隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な非磁性スリーブ（２）内に磁
   界発生部材（３）が固定設置される磁気ロール（１）を
   有し、前記磁界発生部材（３）には潜像担持体（４）に
   対向して現像磁極（３ａ）及びこの現像磁極（３ａ）の
   下流側に少なくとも一つの搬送磁極（３ｂ）を具備さ
   せ、前記磁気ロール（１）表面に二成分現像剤（Ｇ）を
   担持させ、潜像担持体（４）上に形成された静電潜像を
   可視化する現像装置において、 前記磁気ロール（１）の周囲のうち前記現像磁極（３
   ａ）と当該現像磁極（３ａ）に隣接する下流側の搬送磁
   極（３ｂ）との間に現像剤剥離部材（５）を配設し、か
   つ、当該現像剤剥離部材（５）と磁気ロール（１）との
   間には現像剤（Ｇ）上層部が除去される程度の間隙
   （ｄ）を形成したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、前記磁界
   発生部材（３）は現像磁極（３ａ）及び一つの搬送磁極
   （３ｂ）のみを備えているものであることを特徴とする
   現像装置。