JPH10340003A

JPH10340003A - 現像器及びそれを備えた電子写真装置

Info

Publication number: JPH10340003A
Application number: JP9149410A
Authority: JP
Inventors: Takao Kumasaka; 隆夫熊坂; Tatsuo Ikawa; 辰夫伊川; Kunio Fukuchi; 久仁夫福地; Nobuyoshi Hoshi; 信義保志
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】トナ−飛散と画像濃度変動がない現像器、及び
高速高画質が確保可能な電子写真装置を提供する。【解決手段】表面にトナ−層を形成した現像ロ−ル２に
より、感光体１の潜象を現像を行う現像器８において、
現像ロ−ル２に近接させて第１の磁気ロ−ル３及び第２
の磁気ロ−ル１０を配置し、第１の磁気ロ−ル３に形成
された第１の磁気ブラシ１６と第２の磁気ロ−ル１０に
形成された第２の磁気ブラシ１７とを介して、現像ロ−
ル２へのトナ−の塗布と現像ロ−ル２からのトナ−の回
収を行なうようにした。特に、第２の磁気ロ−ル１０
は、第１の磁気ロ−ル３と対向する１対の同極磁極と現
像ロ−ル２に対向する回収磁極とを有し、スリ−ブ回転
・磁極固定方式とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリなどの電子写真装置に使用する現像器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置に用いる従来の現像器は、
キャリアとトナ−を含む２成分現像剤を用いた２成分現
像器、トナ−単独の１成分現像剤を用いた１成分現像器
の他に、２成分現像剤の磁気ブラシを用いて現像ロ−ル
にトナ−層を塗布し、さらに、このトナ−層を用いて感
光体上の静電潜像の現像を行なう、いわゆる、２段現像
方式も提案されている。このような２段現像器として
は、特開昭５５−７７７６４号公報、特開昭６２−１９
２７７２号公報、特開昭６１−２３９２６６号公報等に
記載されている方式がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の２段現
像方式の現像器を用いて、高速で高精細なカラ−画像を
得ようとする場合、画像濃度が不安定になり画像品質が
劣化したり、現像器からトナ−飛散が発生する等の問題
があった。

【０００４】本発明の目的は、上記した問題を解決すべ
く、トナ−飛散と画像濃度変動がない現像器、及び高速
高画質が確保可能な電子写真装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、現像ロ−ル上にトナ−層を形成し、前記
トナ−層を感光体に対向させバイアス電圧を印加し静電
潜像を現像する現像器において、前記現像ロ−ルに近接
させて、第１の磁気ロ−ル及び第２の磁気ロ−ルを配置
し、前記第１の磁気ロ−ルの外周と間隙を設けて設置さ
れた規制板により、前記第１の磁気ロ−ルの保持した現
像剤を規制して、前記第１の磁気ロ−ルの外周に第１の
磁気ブラシを形成し、前記第１の磁気ブラシを前記現像
ロ−ルと対向させ前記現像ロ−ル上に前記トナ−層を形
成するように構成され、かつ、前記第１の磁気ロ−ルの
保持した前記現像剤の少なくとも１部を前記第２の磁気
ロ−ル上に導き第２の磁気ブラシを形成し、前記第２の
磁気ブラシを前記現像ロ−ルと接触させ前記現像ロ−ル
上に残存するトナ−層を回収するように構成され、さら
に、前記回収したトナ−層を含め前記第２の磁気ロ−ル
に保持された現像剤を前記第１の磁気ロ−ルに戻すよう
に構成されていることを特徴とする。

【０００６】また、本発明の他の特徴として、前記第２
の磁気ブラシは、前記第１の磁気ロ−ルにより前記現像
ロ−ル上に前記トナ−層を形成する際に浮遊するトナー
を吸着し回収することにある。

【０００７】また、本発明の他の特徴は、トナーとキャ
リアから成る２成分現像剤を感光体に対向させバイアス
電圧を印加し静電潜像を現像する現像器において、前記
感光体に近接させて第１の磁気ロ−ルを配置すると共に
前記感光体のほぼ反対側で前記第１の磁気ロ−ルの近傍
に第２の磁気ロ−ルを配置し、前記第１の磁気ロ−ルの
外周と間隙を設けて設置された規制板により、前記第１
の磁気ロ−ルの保持した現像剤を規制して、前記第１の
磁気ロ−ルの外周に第１の磁気ブラシを形成し、前記第
１の磁気ブラシを前記感光体と対向させ該感光体上の前
記静電潜像を前記トナーにより顕像化し、前記第１の磁
気ロ−ルに残存する前記現像剤の少なくとも１部を前記
第２の磁気ロ−ルにより剥離するように構成されている
ことにある。

【０００８】また、本発明の他の特徴は、各色に対応し
た現像剤をそれぞれ収納する複数の現像器を感光体の周
囲に配置し、前記感光体が少なくとも１回転することに
より、前記各色に対応した複数の静電潜像を前記感光体
に形成すると共に前記複数の静電潜像を前記複数の現像
器により現像し、複数色のトナ−画像を前記感光体上に
形成する電子写真装置において、前記複数の現像器のう
ち少なくとも一つは、請求項１ないし請求項７のいずれ
か１項記載の現像器であることにある。

【０００９】また、本発明の他の特徴は、トナーとキャ
リアから成る２成分現像剤を収納する現像器を感光体の
周囲に配置し、前記感光体上に形成された静電潜像を前
記現像器により現像して、トナ−画像を前記感光体上に
形成する電子写真装置において、前記現像器は、前記感
光体に近接させて、第１の磁気ロ−ル及び第２の磁気ロ
−ルが配置され、前記第１の磁気ロ−ルの外周と間隙を
設けて設置された規制板により、前記第１の磁気ロ−ル
の保持した現像剤を規制して、前記第１の磁気ロ−ルの
外周に第１の磁気ブラシを形成し、前記第１の磁気ブラ
シを前記感光体と対向させ該感光体上の前記静電潜像を
前記トナーにより顕像化し、かつ前記第１の磁気ロ−ル
の保持した前記現像剤の少なくとも１部を前記第２の磁
気ロ−ル上に導き第２の磁気ブラシを形成し、前記第２
の磁気ブラシを前記感光体に接触させ前記感光体上に残
存するトナ−層を回収するように構成されていることに
ある。

【００１０】本発明によれば、第１の磁気ロ−ル及び第
２の磁気ロ−ルは、現像ロ−ルに近接して配置される。
第１の磁気ロ−ルの外周と間隙を設けて設置された規制
板は、第１の磁気ロ−ルの保持した現像剤を規制する。

【００１１】第１の磁気ロ−ルは、保持した現像剤が規
制されることにより第１の磁気ブラシを外周に形成し、
第１の磁気ブラシを現像ロ−ルに対向させ現像ロ−ル上
にトナ−層を形成させる。

【００１２】第２の磁気ロ−ルは、第１の磁気ロ−ルの
保持した現像剤の少なくとも１部を導いて第２の磁気ブ
ラシを外周に形成し、第２の磁気ブラシを現像ロ−ルに
接触させ現像ロ−ル上に残存するトナ−層を回収する。
そして、回収したトナ−層を含め保持した現像剤を第１
の磁気ロ−ルに戻す。

【００１３】このように、第２の磁気ロ−ルの第２の磁
気ブラシ（現像剤層）を現像ロ−ルと回転接触させるこ
とにより、感光体上の静電潜像を現像した後に現像ロ−
ル上に残存するトナ−を掻き落し略一定にすることがで
き、その結果、現像ロ−ル上に形成するトナ−層のトナ
−付着量を略一定にすることが可能となるので、画像濃
度が不安定となることがない。

【００１４】また、第１の磁気ロ−ルにより現像ロ−ル
上にトナ−層を形成する際、トナ−が浮遊しても、第２
の磁気ロ−ルの磁気ブラシに吸着させ回収することがで
きるので、トナ−飛散が防止できる。

【００１５】また、現像ロ−ルを削除し、現像ロ−ルに
対応する位置に感光体を配置するようにし、第１の磁気
ロ−ルを感光体と接触又は非接触状態にて対向させて配
置し、かつ第２の磁気ブラシを感光体と接触させること
により、感光体上に残存するトナー層が回収できるの
で、現像ロ−ル上に形成するトナ−層のトナ−付着量が
略一定になり、画像濃度が安定し、また、感光体クリー
ナを設置する必要がなくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図を用
いて説明する。（１）第１の実施例図１は、本発明の第１の実施例に係る現像器の断面を示
す。図１に示すように、現像器８は、感光体１に対向す
る現像ロ−ル２と、第１の磁気ロ−ル３と、規制板４
と、現像剤ガイド板５と、第２の磁気ロ−ル１０と、撹
拌羽根１５と、現像剤センサ９と、トナ−ホッパ−６内
に設けられた補給ロ−ル７、バイアス電源１１、１２、
１３、等から構成されている。

【００１７】トナ−ホッパ−６内のトナ−を、現像剤の
有無を検出する現像剤センサ９の信号に基づいて補給ロ
−ル７により撹拌羽根１５の上部付近に供給し、第１の
磁気ロ−ル３上部の現像剤ガイド板５に沿ってＵタ−ン
する現像剤１４の循環と撹拌羽根１５の回転とにより、
供給されたトナ−が現像剤１４と混合するようになって
いる。

【００１８】さらに、第１の磁気ロ−ル３の外周に設け
た規制板４にて、第１の磁気ロ−ル３に保持した磁性体
キャリアとトナ−を含む現像剤を規制するようにし、規
制された第１の現像剤層（以下、第１の磁気ブラシと称
す）１６を現像ロ−ル２とカウンタ−方向に回転させ接
触又は非接触状態で対向させると共に第１の磁気ロ−ル
３と現像ロ−ル２間に電界を作用させ、現像ロ−ル２上
にトナ−層１８を形成する。

【００１９】トナ−層１８は、トナ−電荷量５〜２０μ
ｃ／ｇ、好ましくは７〜１５μｃ／ｇ、トナ−付着量
０.４〜１.５ｍｇ／ｃｍ²、好ましくは０.６〜１.２ｍ
ｇ／ｃｍ²となるように形成する。しかる後に、トナ−
層１８を現像ロ−ル２の回転により感光体１と対向する
部分に搬送し、感光体１上の静電潜像と近接ないし接触
させると共に現像部に現像電界を作用させることによ
り、トナ−画像を形成するものである。

【００２０】上記のように、第１の磁気ロ−ル３に付着
し搬送される第１の磁気ブラシ１６は現像ロ−ル２と接
触又は非接触状態で対向するが、現像剤は、トナ−とキ
ャリアから成り、撹拌や搬送に伴う摩擦帯電により互い
に逆方向に帯電しているので、第１の磁気ロ−ル３と現
像ロ−ル２間に電界（順方向：帯電したトナ−を現像ロ
−ル側に移動させる電界の方向）を作用させることによ
り、第１の磁気ロ−ル３の磁石体に保持された現像剤か
らトナ−のみが分離されて現像ロ−ル２上に移動し、略
均一なトナ−層を形成することができる。その後、現像
ロ−ル２上のトナ−層１８が感光体１上の静電潜像部へ
接触してトナ−が転移し現像が行われる。

【００２１】なお、第１の磁気ブラシ１６におけるトナ
ー濃度、すなわち、現像剤重量に対するトナーの混合比
（重量％）は、５〜２５（％）の範囲で、上記の電荷量
が得られるように設定すれば良い第２の磁気ロ−ル１０
は、第１の磁気ロ−ル３との間に第２の間隙Ｇ₂を、現
像ロ−ル２との間に第３の間隙Ｇ₃を形成し、トナ−層
の形成部である第１の磁気ブラシ１６より下方に配置さ
れる。第２の間隙Ｇ₂は第３の間隙Ｇ₃より狭く、例えば
Ｇ₂＝０.２５〜０.４５、Ｇ₃＝０.５〜０.８（ｍｍ）に
設定されている。

【００２２】また、第２の磁気ロ−ル１０は、外周部の
スリ−ブ１９が第１の磁気ロール３とほぼ同等の周速で
回転し、磁極を固定した方式の磁気ロ−ル１０であっ
て、図２に示すように、第１の磁気ロ−ル３と対向する
１対の同極磁極Ｓ₁,Ｓ₂と、現像ロ−ル２に対向する回
収磁極Ｎ₁とを有している。

【００２３】各磁力は、図２に示すように、第１の磁気
ロ−ル３の磁力（ピーク値）をＢｍ、第２の磁気ロ−ル
１０の同極磁極Ｓ₁,Ｓ₂の磁力を、それぞれＢ₁,Ｂ₂、同
極磁極Ｓ₁,Ｓ₂の間に形成される谷部の磁力をＢｖとす
ると、Ｂｍ＝４００〜７００Ｇ，Ｂ₁＝８００〜１００
０Ｇ，Ｂ₂＝２００〜３５０Ｇ，Ｂｖ＝０〜１００Ｇ、
すなわち、各磁力相互の関係がＢ₁＞Ｂｍ＞Ｂ₂＞Ｂｖで
あるように設定している。また、回収磁極Ｎ₁の磁力Ｂ
ｒは、６００〜８００Ｇに設定している。

【００２４】このように、第２の磁気ロ−ル１０を構成
して配置し、磁力Ｂ₁＞Ｂｍと間隙Ｇ₃＞Ｇ₂とすること
により、第１の磁気ロ−ル３の現像剤の１部ないし全部
を第２の磁気ロ−ル１０上に移動させ第２の磁気ブラシ
（第２の現像剤層）１７を形成し、第２の磁気ブラシ１
７により現像ロ−ル２上の残存するトナ−層を回収す
る。

【００２５】次いで、磁力Ｂｍ＞Ｂ₂及びＢｍ＞Ｂｖに
より、回収したトナ−層も含め第２の磁気ロ−ル１０上
の現像剤を第１の磁気ロ−ル３に転移させるようにした
ものである。

【００２６】また、第２の磁気ロ−ル１０に印加された
バイアス電圧Ｖｒ（バイアス電源１２より供給）と現像
ロール２へ印加されるバイアス電圧Ｖｄを２００≦｜Ｖ
ｄ｜−｜Ｖｒ｜≦６００ｖの関係に設定し、回収電位差
を形成しているしたがって、本実施例の現像器では、第
２の磁気ロ−ル１０の第２の磁気ブラシ１７を現像ロ−
ル２と回転接触させることにより、感光体１上の静電潜
像を現像した後に現像ロ−ル上２に残存するトナ−を掻
き落し略一定にすることができる。その結果、現像ロ−
ル２上に形成するトナ−層１８のトナ−付着量を、常に
略一定にすることが可能になるので、長期印刷において
画像濃度が不安定となることがない。

【００２７】また、第１の磁気ロ−ル３により現像ロ−
ル２上にトナ−層１８を形成する際、トナ−が浮遊して
も、第２の磁気ロ−ル１０の磁気ブラシ１７に吸着させ
回収できるので、トナ−飛散を防止できる。

【００２８】現像ロ−ル２は、非磁性ＳＵＳ、Ａｌなど
の金属ロ−ルにより構成され、感光体１との間に５０な
いし３００μｍの間隙を形成し、感光体１と非接触で現
像するように配置されている。

【００２９】現像ロ−ル２と感光体１との回転方向は同
方向もしくはカウンタ方向いずれでも良いが、その周速
比ｋ（≡Ｕｓ／Ｕｐ）は２以下である。望ましくは、同
方向で１≦ｋ≦１.５であることがさらに望ましい。

【００３０】特に、このような構成で、バイアス電圧に
１〜１０ＫＨｚ、１００〜１０００Ｖの交流電圧を重畳
することで、画像の均一性を良好にすることができる。
現像ロ−ルは、直径が１５ないし４０ｍｍのものを用い
る。

【００３１】なお、感光体１と現像ロ−ル２と接触させ
現像を行なう場合は、現像ロ−ル２は、約２０ないし６
０μｍのＮｉ電鋳スリ−ブに低硬度（例えば、ゴム硬度
が約１５ないし３５度（ＪＩＳ−Ａ））のゴムロ−ルを
嵌合させ、弾性を有する現像ロ−ル２を形成すると良
い。

【００３２】Ｎｉ電鋳スリ−ブにて現像ロ−ル２の傷や
摩耗を防ぎ、厚みを薄くしゴムロ−ルの弾性を保持でき
るようにし、感光体１と接触させても感光体１とのソフ
トな接触が得られるからである。

【００３３】なお、Ｎｉ電鋳スリ−ブが、磁性を帯びる
場合には、電鋳スリ−ブ表面に非磁性金属層（Ａｌ,Ｎ
ｉ,ＳＵＳ等）や非磁性樹脂層を５〜２０μｍ設け、電
鋳スリ−ブを２層構成とすることが、現像ロ−ル２への
キャリア付着を防止する観点から望ましい。

【００３４】ゴムロ−ルは、絶縁性及び導電性のいずれ
でも使用可能であるが、絶縁性ロ−ル（例えば、抵抗値
が約１０¹³〜１０¹⁶Ωｃｍ）の場合は、現像バイアスを
印加するための給電は現像ロ−ルの表面から行うのに対
し、導電性ロ−ル（例えば、抵抗値が約１０⁷〜１０⁸Ω
ｃｍ以下）の場合は給電を現像ロ−ルの軸を利用して行
うことができる利点がある。

【００３５】接触現像の場合も、現像ロ−ル２と感光体
１との回転方向は同方向もしくはカウンタ方向いずれで
も良いが、その周速比ｋ（≡Ｕｓ／Ｕｐ）は２以下であ
る。望ましくは、同方向で１≦ｋ≦１.５であって、そ
の速度差ΔＵ（≡｜Ｕｓ−Ｕｐ｜）が０≦ΔＵ≦５０ｍ
ｍであることがさらに望ましい。特に、このような構成
でバイアス電圧に１〜１０ＫＨｚ、１００〜１０００Ｖ
の交流電圧を重畳することで、画像の均一性と感光体摩
耗防止とを両立できる。

【００３６】第１の磁気ロ−ル３は、現像ロ−ル２と間
隙（第１の間隙Ｇ₁）を介して回転可能に配置された等
間隔多極着磁の磁石体にて構成され、その外周に間隙Ｇ
₀を設定する規制板４を設け現像剤を規制する。

【００３７】そして、第１の磁気ロ−ル３は、第１の磁
気ブラシ１６を現像ロ−ル２とカウンタ−方向に回転さ
せ接触させると共に、現像ロ−ル２との間に設定される
第１の間隙Ｇ₁電界を作用させ、現像ロ−ル２上にトナ
−層１８を形成する。また、上記の電界は、第１の磁気
ロ−ル３と現像ロ−ル２間に直流と１〜１０ＫＨｚの交
流を重畳して形成することがより望ましい。

【００３８】第１の磁気ロ−ル３は、磁極数が８ないし
６４極、磁極部の磁力が２５０ないし１０００ガウス、
望ましくは、磁極数が１６ないし３２極、３５０ないし
８００ガウスの範囲に設定する。

【００３９】第１の磁気ロ−ル３は、図１に示すよう
に、反時計方向に回転させ、第１の磁気ロ−ル３の周速
Ｕｍと現像ロ−ル２の周速Ｕｓとの比は、１.０ないし
５.０の範囲、望ましくは２.０ないし４.０の範囲に設
定した。

【００４０】なお、第１の磁気ロ−ル３は、磁石体と同
心状に回転可能なスリ−ブを配置して構成しても良い。
この場合、磁極数は８ないし２４極、磁極部の磁力が４
００ないし１０００ガウスの範囲に着磁された磁石ロ−
ルを用い、第１の磁気ブラシ１６を現像ロ−ル２とカウ
ンタ−方向に回転させ接触又は非接触状態で対向させる
ため、第１の磁石ロ−ル３を時計方向に回転させ、スリ
−ブを反時計方向に回転させ、スリ−ブの周速と現像ロ
−ル２の周速Ｕｓとの比は、１.０ないし３.０、望まし
くは１.２ないし２.０の範囲に設定し、磁石体の回転数
はスリ−ブの回転数の１.５ないし４.０の範囲に設定す
れば良い。

【００４１】また、現像ロ−ル２と第１の磁気ロ−ル３
にて形成される間隙Ｇ₁を０.５ないし１.０ｍｍの範囲
に設定し、さらに、規制板４と第１の磁気ロ−ル３の磁
石体にて形成される間隙Ｇ₀との差の絶対値を０ないし
０.４ｍｍの範囲に設定した。

【００４２】現像ロ−ル２及び第１の磁気ロ−ル３に
は、それぞれ、バイアス電源１１、１３が接続され、直
流電圧、または、直流電圧と交流電圧を重畳した電圧が
印加される。

【００４３】また、規制板４にも、第１の磁気ロ−ル３
と同一のバイアス電源１３を接続しバイアス電圧を印加
し、第１の磁気ロ−ル３の抵抗値が高い場合に第２の間
隙Ｇ₂での電界強度の低下を防止すると共に、第１の磁
気ロ−ル３の抵抗値が低い場合に第１の間隙Ｇ₁を介し
ての放電を防止するようにした。

【００４４】第１の磁気ロ−ル３の磁石体に保持される
現像剤１４は、粒径が２０ないし１００μｍ、望ましく
は３０ないし８０μｍのキャリアと、粒径が５ないし１
１μｍのトナ−を含む現像剤を使用した。

【００４５】キャリアは、鉄粉キャリア、ナグネタイト
キャリア、フェライトキャリア、及び樹脂キャリアを用
いることができる。樹脂キャリアは、嵩比重１.０ない
し１.６ｇ／ｃｍ³，飽和磁化６０ないし８０ｅｍｕ／ｇ
の球形および不定形のもの、又、フェライトキャリア
は、嵩比重２.２ないし２.７ｇ／ｃｍ³、飽和磁化２０
ないし７０ｅｍｕ／ｇで略球形のものを用いることがで
きる。

【００４６】トナ−は、低温定着を行うため、バインダ
樹脂のガラス転移点Ｔｇが５５ないし６５℃のものを用
い、さらに、流動性向上のため、１０ないし１００ｎｍ
のシリカを１〜２種、又はシリカと無機酸化物を併用し
て外添剤として用い、構成した。

【００４７】現像剤１４は、上記したトナ−を５ないし
２０重量％（トナ−とキャリアの総重量に対する比率）
混合したものを用いた。

【００４８】また、第１の磁気ロ−ル３の上部に現像剤
ガイド板５を設け、規制板４にてＵタ−ンする現像剤１
４が下方に向かうようにしたところ、画像濃度、かぶり
等の画質の経時的安定度が良好となった。

【００４９】このような現像器を電子写真方式プリンタ
装置に適用し、感光体１として有機感光体（ＯＰＣ）を
用い、周速１００ないし４００ｍｍ／ｓｅｃの感光体１
上にコントラスト電位が約４５０Ｖの静電潜像を形成
し、現像スリ−ブ２の周速Ｕｓを感光体周速Ｕｐの約１
ないし約２倍とし、さらに現像スリ−ブ２に２５０ない
し３５０Ｖの現像バイアスを印加し反転現像を行ったと
ころ、画像濃度１.３ないし１.４（Ｏ.Ｄ）を確保でき
た。

【００５０】また、長期印刷を行った場合においても、
現像ロ−ル２下方からのトナ−飛散の発生はなく、画像
濃度の変動も生じなかった。

【００５１】（２）第２の実施例第２の実施例は、図３に示すように、各色に対応した現
像器を２個配置した電子写真装置に本発明の現像器を適
用した例である。

【００５２】図３に示すように、帯電器２７による帯電
と露光２８により、感光体１上に各色に対応した潜像を
形成し、複数の現像器８，２９により現像し各色のトナ
−画像を形成し、各々の転写器２２にて用紙２１に順次
転写し各色のトナ−画像の色重ねを行う電子写真装置に
おいて、カラー，黒に対応した現像剤をそれぞれ収納す
る現像器８，２９のうち、例えば、１色目現像器である
現像器８に、前述した第１の実施例に記載の非接触現像
方式を適用したものである。

【００５３】また、感光体１の周囲には、転写前帯電器
３０，転写器２２，及び転写器２２による転写後、感光
体１に残存するトナ−を清掃するクリ−ナ２４が配置さ
れ、さらに、最終段の転写器２２の後方に未定着画像を
用紙２１に熱融解させ固着させる定着器２３が配置され
ている。

【００５４】本実施例では、１回の露光２８により、３
レベルの潜像、すなわち、図４に示すように、電位の絶
対値が高い高電位部Ｌ１、中間電位部Ｖｗ、低電位部Ｌ
２、例えば、それぞれ、Ｖ₀＝−８５０ｖ，Ｖｗ＝−５
００ｖ，Ｖｒ＝−５０ｖが形成され、１色目の現像器８
に現像バイアスＶｂ₁−６５０ｖを印加し高電位部Ｌ１
を、２色目現像器２９に現像バイアスＶｂ₂−３５０ｖ
を印加し低電位部Ｌ２を、それぞれ、現像する。すなわ
ち、高電位部Ｌ１が１色目（カラー）の潜像であり、低
電位部Ｌ２が２色目（黒）の潜像である。

【００５５】このような構成において、１色目の現像器
８に、第１の実施例に記載の非接触現像方式を適用した
ので、１色目のカラー現像時に、２色目の黒の潜像であ
る低電位部Ｌ２の電荷潜像を乱すことなく、カラ−トナ
−像を形成し、２色印刷を行うことができる。これによ
り、環境の変化や長期印刷においても、２色目黒の画像
濃度が低下したり、変動したりすることがなく、したが
って、２色印刷画像が劣化することがない。

【００５６】なお、本実施例では、１色目の現像器８の
みに本発明の非接触現像器を適用したが、１色目の現像
器８及び２色目現像器２９に本発明の非接触現像器を適
用しても良い。この場合、上記した効果に加えて、２色
目の黒現像時に１色目のカラートナー像の掻き取りを防
止できる効果と、感光体１と対向する現像ロール２上に
はトナーのみの層が形成されているので、感光体１への
キャリア付着が回避できる効果が付随する。

【００５７】また、各色に対応した現像器を複数配置し
た電子写真装置の少なくとも一つの現像器に、本発明の
現像器を適用しても良い。

【００５８】（３）第３の実施例第３の実施例は、図５に示すように、感光体１の周囲
に、帯電器２７、露光手段２８、現像器３３、転写器２
２、除電器３６を配置した電子写真装置例であり、図１
に示す第１の実施例の現像ロール２に対応する位置に感
光体１を配置するようにし、現像器３３は、第１の磁気
ロール３に保持される第１の磁気ブラシ１６を直接、感
光体１と接触又は非接触状態にて対向させることによ
り、感光体１上の静電潜像をトナーにより顕像化し、次
に第１の磁気ロール３の保持した現像剤の１部ないし全
部を第２の磁気ロール１０上に導き第２の磁気ブラシ１
７を形成し、該第２の磁気ブラシ１７を感光体１と接触
させ、感光体１上に残存するトナー層１８を回収するよ
うにしたものである。

【００５９】現像器３３の各部は、次ぎのからのよ
うに定められる。

【００６０】回転する第１の磁気ロール３の磁力のピ
ーク値Ｂｍ、スリーブ１９が回転し磁気ロール３が静止
している第２の磁気ロール１０の各部の磁力（スリーブ
１９表面での値）は、第１の実施例と同様に設定され、
図２に示すように、第１の磁気ロール３と対向する１対
の同極磁極Ｓ₁、Ｓ₂と同極磁極Ｓ₁、Ｓ₂の中間に形成さ
れる谷部磁力の関係は、Ｂ₁＞Ｂｍ＞Ｂ₂＞Ｂｖである。

【００６１】また、第１の磁気ロール３には、２成分
現像において、通常用いられる現像バイアスＶ₁が印加
され、第２の磁気ロール１０のスリーブ１９には感光体
１上のトナー層１８を回収するバイアス電圧Ｖ₂が印加
される。すなわち、感光体１として、有機感光体（ＯＰ
Ｃ）を用い、帯電器２７により−６５０ｖに一様帯電
し、露光３２により明部電位を約−５０ｖまで低下させ
た場合、Ｖ₁を−２５０ないし−５００ｖ、Ｖ₂をＶ₁−
２００≦Ｖ₂≦Ｖ₁＋１００に設定したところ、感光体１
上のトナー層１８を回収できることが判った。

【００６２】さらに、規制板４と第１の磁気ロール３
との間隙Ｇ₀、感光体１と第１の磁気ロール３との間隙
Ｇ₁、第１の磁気ロール３と第２の磁気ロール１０との
間隙Ｇ₂、感光体１と第２の磁気ロール１０との間隙Ｇ₃
とすると、相互の関係はＧ₂≦Ｇ₃≦Ｇ₁及びＧ₀≦Ｇ₁、
特に間隙Ｇ₂は、第１の実施例（図１）と同様に、間隙
Ｇ₃より狭く（Ｇ₂＜Ｇ₃）設定することが望ましい。

【００６３】このような現像器３３を配置した上記の電
子写真装置においては、転写後に感光体１上に残存する
トナーを現像器３３において回収できるので、感光体ク
リーナを設置する必要がなく、電子写真装置全体の小型
化、低コスト化を図ることができる効果がある。

【００６４】（４）第４の実施例第４の実施例は、現像器３９に関するもので、図６に示
すように、第１の磁気ロール３と、第２の磁気ロール１
０と、一対の撹拌オーガ３７，３８と、規制板４で遮断
された現像剤を規制して一対の撹拌オーガ３７，３８周
辺に導く現像剤ガイド版４２と、現像剤の混合比（トナ
ー濃度）を検出するトナー濃度センサ４０と、トナー濃
度センサ４０の検出出力に基づき補給ローラ７を回転さ
せトナー３１を補給するためのトナー濃度制御部４１と
で構成されている。

【００６５】第２の磁気ロール１０は、上記した第３の
実施例の図５においては、感光体１と第１の磁気ロール
３との間に配置されたが、本実施例では、第２の磁気ロ
ール１０を第１の磁気ロール３とトナーホッパー６間に
配置するようにし、第１の磁気ロール３に保持される第
１の磁気ブラシ１６を接触又は非接触状態で対向させバ
イアス電流を印加することにより感光体１上の電荷潜像
をトナーにより顕像化した後、第１の磁気ロール３の保
持した現像剤の１部ないし全部を第２の磁気ロール１０
により剥離するようにしたものである。

【００６６】現像器３９の各部は、次ぎのからのよ
うに定められる。

【００６７】回転する第１の磁気ロール３の磁力のピー
ク値Ｂｍ、スリーブ１９が回転し磁気ロール３が静止し
ている第２の磁気ロール１０の各部の磁力（スリーブ１
９表面での値）は、第１の実施例と同様に設定される。
すなわち、第１の磁気ロール３と対向する１対の同極磁
極Ｓ₁、Ｓ₂と同極磁極Ｓ₁、Ｓ₂の中間に形成される谷部
磁力の関係は、Ｂ₁＞Ｂｍ＞Ｂ₂＞Ｂｖである。

【００６８】また、第１の磁気ロール３には、２成分
現象において、通常用いられる現像バイアスＶ₁が印加
され、第２の磁気ロール１０のスリーブ１９には感光体
１上のトナー層１８を回収するバイアス電圧Ｖ₂が印加
される。すなわち、感光体１として、有機感光体（ＯＰ
Ｃ）を用い、帯電器２７により−７００ｖに一様帯電
し、露光３２により明部電位を約−５０ｖまで低下させ
た場合、Ｖ₁を−２５０ないし−５００ｖに設定した場
合、Ｖ₂は画像濃度の安定性を考慮し、Ｖ₁と同様に設
定、或いはＶ₁−２００≦Ｖ₂≦Ｖ₁＋２００に設定すれ
ば良い。

【００６９】さらに、規制板４と第１の磁気ロール３
との間隙Ｇ₀、感光体１と第１の磁気ロール３との間隙
Ｇ₁、第１の磁気ロール３と第２の磁気ロール１０との
間隙Ｇ₂、感光体１と第２の磁気ロール１０との間隙Ｇ_S
とすると、相互の関係はＧ_S≦Ｇ₁およびＧ₀≦Ｇ₁に設定
する。特に、間隙Ｇ_Sは、間隙Ｇ₀より狭く（Ｇ_S＜Ｇ₀）
設定することが望ましい。

【００７０】このような現像器３９の構成において、次
の（ａ）〜（ｃ）の効果がある。（ａ）回転する第１の磁気ロール３に当接するスクレー
バ（剥離板）、或いは極めて狭いギャップ（０.０５か
ら０.２ｍｍ）のスクレーバを配置する方式と比較し
て、間隙をＧ_S＜Ｇ₀にしたことに加えて、磁力をＢ₁＞
Ｂｍに設定したことによる磁気吸引力を利用できるの
で、第１の磁気ロール３上の現像剤の剥離性が良好とな
り画像濃度の安定化を図ることができる。

【００７１】（ｂ）また、第２の磁気ロール１０へ吸引
した現像剤をスリーブ１９の回転により、破線矢印で示
すように、一対の撹拌オーガ３７，３８側へ吸着搬送で
きるので、剥離部での現像剤への負荷軽減ができ、その
結果、トナーのキャリアへのフィルミングを抑制し現像
剤の超寿命化を図ることができる。

【００７２】（ｃ）更に、スクレーバを配置した場合、
現像液の流動が阻害され、現像剤が第１の磁気ロール３
の下方から流出する傾向があったが、本実施例では、第
２の磁気ロール１０により現像剤を吸着搬送できるの
で、現像剤の流出（落下）を防止することができる。

【００７３】尚、第４の実施例で示した現像器３９を、
図３に示す第２の実施例の２色電子写真装置の１色目現
像器８又は２色目現像器２９に適用しても良い。

【００７４】

【発明の効果】本発明の現像器においては、トナ−飛散
と画像濃度変動を防止できる。

【００７５】また、本発明の現像器を適用した電子写真
装置においては、長期印刷においても、画像濃度の低
下、変動が防止でき、鮮明なカラ−画像を安定に確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る現像器の断面図であ
る。

【図２】図１の現像器の一部断面図である。

【図３】図１の現像器を備えた電子写真装置の概略構成
図である。

【図４】図３の電子写真装置の電荷潜像の説明図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例に係る現像器を備えた電子
写真装置の概略構成図である。

【図６】本発明の他の実施例に係わる現像器の断面図で
ある。

【符号の説明】１…感光体、２…現像ロ−ル、３…第１の磁気ロ−ル、
４…規制板、５…現像剤ガイド板、６…トナ−ホッパ
−、７…補給ロ−ル、８…現像器、９…現像剤センサ、
１０…第２の磁気ロ−ル、１１,１２,１３…バイアス電
源、１４…現像剤、１５…撹拌羽根、１６…第１の磁気
ブラシ、１７…第２の磁気ブラシ、１８…トナ−層、１
９…スリ−ブ、２１…用紙、２２…転写器、２３…定着
器、２４…クリ−ナ、２７…帯電器、２８…露光、２９
…２色目現像器、３０転写前帯電器、３１…トナー、３
２…露光、３３…現像器、３６…除電器、３７，３８…
撹拌オーガ、３９…現像器、４２…現像剤ガイド板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福地久仁夫茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者保志信義茨城県ひたちなか市武田1060番地日立工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像ロ−ル上にトナ−層を形成し、前記ト
ナ−層を感光体に対向させバイアス電圧を印加し静電潜
像を現像する現像器において、前記現像ロ−ルに近接させて、第１の磁気ロ−ル及び第
２の磁気ロ−ルを配置し、前記第１の磁気ロ−ルの外周
と間隙を設けて設置された規制板により、前記第１の磁
気ロ−ルの保持した現像剤を規制して、前記第１の磁気
ロ−ルの外周に第１の磁気ブラシを形成し、前記第１の
磁気ブラシを前記現像ロ−ルと対向させ前記現像ロ−ル
上に前記トナ−層を形成するように構成され、かつ、前
記第１の磁気ロ−ルの保持した前記現像剤の少なくとも
１部を前記第２の磁気ロ−ル上に導き第２の磁気ブラシ
を形成し、前記第２の磁気ブラシを前記現像ロ−ルと接
触させ前記現像ロ−ル上に残存するトナ−層を回収する
ように構成され、さらに、前記回収したトナ−層を含め
前記第２の磁気ロ−ルに保持された現像剤を前記第１の
磁気ロ−ルに戻すように構成されていることを特徴とす
る現像器。
【請求項２】請求項１において、前記第２の磁気ブラシ
は、前記第１の磁気ロ−ルにより前記現像ロ−ル上に前
記トナ−層を形成する際に浮遊するトナーを吸着し回収
することを特徴とする現像器。
【請求項３】請求項１において、前記第２の磁気ロ−ル
は、前記第１の磁気ロ−ルと対向する１対の同極磁極
と、前記現像ロ−ルに対向する回収磁極とを有し、スリ
−ブ回転・磁極固定方式の磁気ロ−ルであることを特徴
とする現像器。
【請求項４】請求項１において、前記第１の磁気ロ−ル
は、磁極数が８ないし６４極に設定され、かつ磁極部の
磁力が２５０ないし１０００ガウスの範囲に設定されて
いることを特徴とする現像器。
【請求項５】請求項１において、前記現像ロ−ルの外周
面と前記第２の磁気ロ−ルの外周面との間に形成される
第３の間隙は、前記第１の磁気ロ−ルの外周面と前記第
２の磁気ロ−ルの外周面との間に形成される第２の間隙
よりも大きく設定されていることを特徴とする現像器。
【請求項６】請求項１において、前記現像ロ−ルに印加
されるバイアス電圧は、直流電圧と交流電圧を重畳した
ものであることを特徴とする現像器。
【請求項７】トナーとキャリアから成る２成分現像剤を
感光体に対向させバイアス電圧を印加し静電潜像を現像
する現像器において、前記感光体に近接させて第１の磁気ロ−ルを配置すると
共に前記感光体のほぼ反対側で前記第１の磁気ロ−ルの
近傍に第２の磁気ロ−ルを配置し、前記第１の磁気ロ−
ルの外周と間隙を設けて設置された規制板により、前記
第１の磁気ロ−ルの保持した現像剤を規制して、前記第
１の磁気ロ−ルの外周に第１の磁気ブラシを形成し、前
記第１の磁気ブラシを前記感光体と対向させ該感光体上
の前記静電潜像を前記トナーにより顕像化し、前記第１
の磁気ロ−ルに残存する前記現像剤の少なくとも１部を
前記第２の磁気ロ−ルにより剥離するように構成されて
いることを特徴とする現像器。
【請求項８】各色に対応した現像剤をそれぞれ収納する
複数の現像器を感光体の周囲に配置し、前記感光体が少
なくとも１回転することにより、前記各色に対応した複
数の静電潜像を前記感光体に形成すると共に前記複数の
静電潜像を前記複数の現像器により現像し、複数色のト
ナ−画像を前記感光体上に形成する電子写真装置におい
て、前記複数の現像器のうち少なくとも一つは、請求項１な
いし請求項７のいずれか１項記載の現像器であることを
特徴とする電子写真装置。
【請求項９】トナーとキャリアから成る２成分現像剤を
収納する現像器を感光体の周囲に配置し、前記感光体上
に形成された静電潜像を前記現像器により現像して、ト
ナ−画像を前記感光体上に形成する電子写真装置におい
て、前記現像器は、前記感光体に近接させて、第１の磁気ロ
−ル及び第２の磁気ロ−ルが配置され、前記第１の磁気
ロ−ルの外周と間隙を設けて設置された規制板により、
前記第１の磁気ロ−ルの保持した現像剤を規制して、前
記第１の磁気ロ−ルの外周に第１の磁気ブラシを形成
し、前記第１の磁気ブラシを前記感光体と対向させ該感
光体上の前記静電潜像を前記トナーにより顕像化し、か
つ前記第１の磁気ロ−ルの保持した前記現像剤の少なく
とも１部を前記第２の磁気ロ−ル上に導き第２の磁気ブ
ラシを形成し、前記第２の磁気ブラシを前記感光体に接
触させ前記感光体上に残存するトナ−層を回収するよう
に構成されていることを特徴とする電子写真装置。