JPH11161021A - 画像形成装置の現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に磁性一成分トナーによる高品質な画像を
提供する。 【解決手段】 現像ハウジング、現像スリーブ、マグネ
ットローラ、規制部材、磁極及び電源を備える。磁極５
２ａは、現像スリーブ５０と感光体ドラム６とが近接す
る現像領域５３よりも現像スリーブ５０の回転方向上流
側に、かつ感光体ドラム６の外側表面に近接して固定す
る。電源５４は、感光体ドラム６の非画像領域から現像
スリーブ５０へ磁性トナーを回収するための電界を、感
光体ドラム６と現像スリーブ５０との間に生じさせる。
マグネットローラ５１は回転自在に設けてもよい。ま
た、マグネットローラ５１を固定しておき、固定したマ
グネットローラ５１に現像領域よりも現像スリーブ５０
の回転方向上流側に位置する磁極５５をもたせてもよ
い。磁極５５は、感光体ドラム６の外側の磁極５２ａと
同極性でも逆極性でもかまわない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の現
像装置、特に、磁性トナーを含む現像剤を用いる画像形
成装置の現像装置に関する。本発明において、現像領域
とは現像スリーブ上の現像剤層と感光体ドラムとが近接
している領域をいう。かぶりとは画像を形成しない領域
にまでトナーが付着する現象をいう。

【０００２】

【従来の技術】複写機などの画像形成装置においては、
例えばレーザスキャンユニットによって感光体ドラム上
に画像データに基づく静電潜像を形成する。感光体ドラ
ムの周囲には現像装置が隣接して設けられており、この
現像装置により感光体ドラムの表面の静電潜像にトナー
を付着させて可視像とする。トナーとして磁性トナーを
用いる現像装置は、磁性トナーを含む現像剤を収納する
現像ハウジングと、感光体ドラムに接触または近接して
配置される現像スリーブと、現像スリーブ上において現
像剤を自転させながら搬送するマグネットローラとを有
している。

【０００３】このような現像装置において、特に磁性一
成分トナーを用いる場合、良質な画像を得るために様々
な工夫がなされている。例えば、現像装置の上方に感光
体ドラムを配し、交流電圧が印加された回収ローラを感
光体ドラムの下側に近接して設け、トナーを上方へ送る
装置において、感光体ドラム内部及び回収ローラの内部
に互いにほぼ対向する磁石を設置した構成があげられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の構成は、感光体
ドラムにトナーを供給するための現像スリーブを用い
ず、感光体ドラムと回収ローラとが対向している部分の
上流側にできる磁性トナーの溜まりに感光体ドラムを接
触させ、トナーを静電潜像領域に付着させる。そして感
光体ドラム上の静電潜像が形成されていない領域（以下
非画像領域という）に付着したトナーを、感光体ドラム
及び回収ローラ間に働く磁力及び回収ローラに印加され
ている電圧により回収する。

【０００５】しかし、現像スリーブに替えて回収ローラ
を用いる前記の構成では、キャリアを有しない磁性一成
分トナーの中に未帯電トナーが多く存在し、実際にはか
なりのかぶりが発生してしまう。また、現像装置からト
ナーが外部に漏れることを防止するために、現像位置が
感光体ドラムの下側に限定され、トナーが現像装置の下
側にたまって最後までトナーを使い切ることが難しい。

【０００６】本発明の課題は、一成分トナーを用いて良
質な画像を形成できる、画像形成装置の現像装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、感光体ドラムに形成された静電潜像を
現像する画像形成装置の現像装置であって、現像ハウジ
ングと、現像スリーブと、マグネットローラと、規制部
材と、磁極と、回収電圧印加手段とを備えた画像形成装
置の現像装置を提供する。

【０００８】現像ハウジングは内部に磁性トナーを含む
現像剤を収納している。現像スリーブは、筒状であって
感光体ドラムと隣接し、かつ現像ハウジング内に回転可
能に設けられ、感光体ドラムの静電潜像上にトナー画像
を形成する。マグネットローラは、現像スリーブと同軸
上に、かつ現像スリーブ内に設けられている。規制部材
は、現像スリーブに近接して設けられ、現像スリーブ上
の現像剤の穂高を規制する。磁極は、現像スリーブと感
光体ドラムとが近接する現像領域よりも現像スリーブの
回転方向上流側に、かつ感光体ドラムの外側表面に近接
して固定されている。回収電圧印加手段は、感光体ドラ
ムの静電潜像が形成されていない領域から現像スリーブ
へ磁性トナーを回収するために、感光体ドラムと現像ス
リーブとの間に直流電圧及び／または交流電圧を印加す
る。

【０００９】磁性トナーを含む現像剤は、マグネットロ
ーラにより逆極性の磁力を交互に受け、回転する現像ス
リーブ上で自転を促進されながら搬送され、現像スリー
ブとの接触及び現像剤同士の接触を繰り返して帯電す
る。規制部材は現像剤の穂高を一定に規制するととも
に、トナーをさらに摩擦帯電させる。現像領域上流まで
搬送された現像剤は、感光体ドラムからの電気的な力及
びマグネットローラと固定磁極との間に形成される磁界
からの磁力を受ける。

【００１０】現像領域近傍のマグネットローラの磁極と
固定磁極とが互いに逆極性を有する場合、マグネットロ
ーラの磁極と固定磁極とは互いに引き合う磁界を現像領
域の上流側に形成する。逆に、マグネットローラの磁極
と固定磁極とが互いに同じ極性を有する場合、マグネッ
トローラの磁極と固定磁極とは互いに反発しあう磁界を
現像領域の上流側に形成する。現像領域の上流まで搬送
されてきたトナーには、感光体ドラムからの静電力、自
転による回転力及び現像スリーブの回転による力に加
え、前記の磁界による力が複雑に働き、感光体ドラムの
静電潜像上への磁性トナーの移動が促進される。感光体
ドラムの非画像領域に付着したトナーは、回収電圧印加
手段により感光体ドラムと現像スリーブとの間に印加さ
れる適当な電圧及びマグネットローラからの磁力によ
り、現像スリーブへ回収される。

【００１１】なお、現像スリーブの前段に回転自在な攪
拌パドルを設けると、一層トナーを摩擦帯電させやすく
好ましい。本願第２発明は、前記の画像形成装置の現像
装置において、マグネットローラが回転自在に設けられ
ている。回転自在なマグネットローラは、固定磁極と逆
極性の磁極及び同極性の磁極を現像領域近傍に交互に現
す。例えば、磁石のＮ極を現像領域上流側に近接させる
と、マグネットローラの回転によりマグネットローラの
磁極と磁石のＮ極とが、互いに引き合う磁界と反発しあ
う磁界とを交互に形成する。この磁界により感光体ドラ
ムへの磁性トナーの移動が促進される。磁石としては、
単なる棒磁石のようなものでもよいし、ソレノイドなど
を用いて構成することもできる。

【００１２】本願第３発明は、前記の画像形成装置の現
像装置において、マグネットローラが固定されている。
固定されたマグネットローラは、感光体ドラムの外側に
固定された磁極と逆極性の、かつ現像領域よりも現像ス
リーブの回転方向上流側に位置する磁極を有している。
この場合にトナーに働く力は、前記第２発明において、
マグネットローラの磁極と固定磁極とが逆極性を有する
場合と同様である。

【００１３】本願第４の発明は、前記の画像形成装置の
現像装置においてマグネットローラが固定されている。
固定されたマグネットローラは、感光体ドラムの外側に
固定された磁極と同極性の、かつ現像領域よりも現像ス
リーブの回転方向上流側に位置する磁極を有している。
この場合のトナーの動作は、前記第２発明において、マ
グネットローラの磁極と固定磁極とが同極性を有する場
合と同様である。

【００１４】本願第５の発明は、現像剤として磁性一成
分トナーを用いている。現像スリーブから感光体ドラム
へのトナーの移動を磁力により促進するので、２成分現
像剤よりも帯電しにくい一成分トナーを用いても良質な
画像を得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】＜全体構成＞本発明の一実施形態
が採用される画像形成装置を図１に基づいて説明する。
図１において、画像形成装置本体１の上面には原稿台２
が固定されており、原稿台２上には原稿押さえ３が開閉
自在に設けられている。画像形成装置本体１の下部には
給紙カセット１３，１４，１５及び給紙デッキ１６が設
けられている。

【００１６】画像形成装置本体１の内部において、その
上部には原稿読み取りのための露光部４が設けられてい
る。露光部４は、光源、ミラー、レンズユニットなどか
ら構成されている。また、画像形成装置本体１の中央部
には、読み取った原稿のトナー画像を形成する画像形成
部５が設けられている。画像形成部５は、表面に静電潜
像が形成される感光体ドラム６を有している。感光体ド
ラム６の周囲には、帯電装置７、現像装置８、転写装置
９及びクリーニング装置１０が配置されている。

【００１７】給紙カセット１３，１４，１５及び給紙デ
ッキ１６と感光体ドラム６などによって構成される画像
形成部５との間には、用紙を上方に案内するための垂直
搬送路２６が設けられている。また、画像形成部５の下
流側に、排紙搬送路３０，用紙上のトナー画像を溶融定
着するための定着部３１及び定着部３１を通過した用紙
を排出する排出ローラ３２，３３が配置されている。 ＜現像装置＞図２は現像領域上流側に磁石を取り付けた
現像装置８の一実施形態例を示す図、図３は互いに引き
合う極が現像領域に磁界を形成する場合の説明図、図４
は互いに反発しあう極が現像領域に磁界を形成する場合
の説明図である。

【００１８】図２に示すように、現像装置８は現像ハウ
ジング４０を有し、この現像ハウジング４０内に現像ス
リーブ５０、マグネットローラ５１、ブレード６０、攪
拌パドル７０が設けられている。現像ハウジング４０の
上部には一成分現像剤として磁性トナーを収納したトナ
ーカートリッジ８０が装着され、現像ハウジング４０内
に磁性トナーを供給している。

【００１９】現像スリーブ５０は、筒状であり、感光体
ドラム６に隣接して現像ハウジング４０内に配設され、
現像ハウジング４０の図示しない両側壁間に回転自在に
設けられて磁性トナーの搬送方向と同方向に回転する。
また、現像スリーブ５０には電源５４が直列に接続さ
れ、交流電圧及び直流電圧を現像スリーブ５０に印加し
ている。

【００２０】筒状の現像スリーブ５０の内側には、内蔵
マグネットローラ５１が現像スリーブ５０と同軸で、か
つ回転自在に設けられており、磁性トナーの搬送方向と
逆方向に回転する。マグネットローラは逆極性の磁極を
その周方向に交互に表し、トナーの自転を促進しながら
搬送する。現像スリーブ５０の外側には、ブレード６０
が、現像スリーブ５０の表面に近接して、少なくとも現
像スリーブ５０の幅にわたって設けられている。ブレー
ド６０は、現像スリーブ５０上のトナーの穂高を一定範
囲に規制しつつ、トナーの摩擦帯電を促進する。

【００２１】攪拌パドル７０は、現像スリーブ５０と平
行に、かつ現像スリーブ５０に近接して現像ハウジング
４０内に設けられ、現像ハウジング４０の図示しない両
側壁間に回転自在に装着されている。攪拌パドル７０は
現像スリーブ５０にトナーを供給する。磁石５２は、そ
の一方の極であるＮ極５２ａを感光体ドラム６の外側表
面に近接して、かつ現像領域５３よりも現像スリーブ５
０の回転方向上流側に設けられている。磁石５２のＮ極
５２ａは、マグネットローラ５１の各々の磁極よりも弱
く設定されている。磁石５２としては、単なる棒磁石や
ソレノイドなど、安定した磁極を生じるものであれば特
に限定することなく用いることができる。 ＜磁性トナーの動作＞前記の現像装置における磁性トナ
ーの動きについて説明する。

【００２２】磁性トナーは、攪拌パドル７０から現像ス
リーブ５０に供給される。現像スリーブ５０に供給され
た磁性トナーは、回転する現像スリーブ５０上を、マグ
ネットローラ５１の磁力を受けてマグネットローラ５１
の回転方向と反対方向に自転しながら搬送され、現像ス
リーブ５０との接触及び磁性トナー同士の接触を繰り返
して摩擦帯電する。さらに、磁性トナーは、ブレード６
０によりブレード６０と及び磁性トナー同士と摩擦を起
こし、摩擦帯電を促進される。

【００２３】図３に示すように、現像領域５３よりも現
像スリーブ５０の回転方向上流側にマグネットローラ５
１のＳ極５５が位置した場合、磁石５２のＮ極５２ａと
マグネットローラ５１のＳ極５５とは互いに引き合う磁
界を現像領域５３の上流側に形成する。逆に、図４に示
すように、現像領域５３よりも現像スリーブ５０の回転
方向上流側にマグネットローラ５１のＮ極５６が位置し
た場合、磁石５２のＮ極５２ａとマグネットローラ５１
のＮ極５６とは互いに反発し合う磁界を現像領域５３の
上流側に形成する。マグネットローラ５１の回転によ
り、図３に示す状態と図４に示す状態とが交互に形成さ
れる。

【００２４】現像領域５３の上流まで搬送されてきた磁
性トナーは、摩擦帯電により生じた電荷を有しているの
で感光体ドラムからの静電力を受け、さらにトナー自身
の自転による力や現像スリーブ５０の回転力に加え、前
記形成された磁界の磁力線に沿った磁力を受ける。これ
らの力がトナーに複雑に作用し、感光体ドラム６の潜像
領域へのトナーの移動が促進される。

【００２５】非画像領域に付着した未帯電トナーや十分
に帯電していないトナーは、電源５４により感光体ドラ
ム６と現像スリーブ５０との間に生じる電界及びマグネ
ットローラ５１が形成する磁界からの力を受け、現像ス
リーブに回収される。電源５４は、潜像領域に付着した
トナーを回収することなく非画像領域に付着したトナー
を回収できる電界を、感光体ドラム６と現像スリーブ５
０との間に生じるように調整しておく。 ＜他の実施形態＞ （ａ）前記実施形態においては現像剤として一成分磁性
トナーを用いたが、キャリアと磁性トナーとからなる２
成分現像剤を用いることもできる。 （ｂ）図３及び図４においてはマグネットローラ５１が
回転自在に設けられているが、マグネットローラ５１を
固定し、現像スリーブ５０のみを回転自在に取り付けて
もよい。その場合、図３及び図４に示した場合と同様
に、マグネットローラ５１の磁極の１つが現像領域５３
よりも現像スリーブ５０の回転方向上流側に位置するよ
うに設ける。磁極の磁性は、固定磁極５２ａと逆極性で
も同極性でもどちらでもかまわない。 （ｃ）前記の実施形態においては、非画像領域のトナー
を回収するための交流電圧及び直流電圧を現像スリーブ
５０に印加しているが、電圧の印加方法は特に限定され
ない。潜像領域のトナーを回収することなく非画像領域
のトナーを回収できる電界を感光体ドラム６と現像スリ
ーブ５０との間に生じることができればよい。例えば、
交流電圧や直流電圧を感光体ドラム６に印加しても、ま
た感光体ドラム６及び現像スリーブ５０の両方に印加し
てもよい。交流電圧を現像スリーブ５０に、直流電圧を
感光体ドラム６に、それぞれ別々に印加してもよいし、
その逆も可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明の現像装置は、トナーを積極的に
移動させる磁界を、感光体ドラムと現像スリーブとが近
接する現像領域に形成し、かつ感光体ドラムと現像スリ
ーブとの間に適当な電圧差をもたせることにより、現像
スリーブにより十分な量のトナーを供給し、不要なトナ
ーを回収し、高品質な画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用される画像形成装
置。

【図２】磁極を感光体ドラム内に取り付けた現像装置８
の一実施形態例を示す図。

【図３】互いに逆極性の磁極が磁界を形成する場合の説
明図。

【図４】互いに同極性の磁極が磁界を形成する場合の説
明図。

【符号の説明】

６；感光体ドラム ４０；現像ハウジング ５０；現像スリーブ ５１；マグネットローラ ５２；磁石 ５２ａ；固定磁極 ５３；現像領域 ５４；電源 ５５，５６；マグネットローラの磁極 ６０；ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 誠一 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 久川 裕一郎 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 堤 真洋 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体ドラムに形成された静電潜像を現像
   する画像形成装置の現像装置であって、 内部に磁性トナーを含む現像剤が収納された現像ハウジ
   ングと、 前記感光体ドラムと隣接して、かつ前記現像ハウジング
   内に回転可能に設けられ、前記感光体ドラムの静電潜像
   上にトナー画像を形成する筒状の現像スリーブと、 前記現像スリーブと同軸上に、かつ前記現像スリーブ内
   に設けられているマグネットローラと、 前記現像スリーブに近接して設けられ、前記現像スリー
   ブ上の現像剤層の穂高を規制する規制部材と、 前記現像スリーブと前記感光体ドラムとが近接する現像
   領域よりも前記現像スリーブの回転方向上流側に、かつ
   前記感光体ドラムの外側表面に近接して固定された磁極
   と、 前記感光体ドラムの静電潜像が形成されていない領域か
   ら前記現像スリーブへ磁性トナーを回収するために、前
   記感光体ドラムと前記現像スリーブとの間に直流電圧及
   び／または交流電圧を印加する回収電圧印加手段と、を
   備えた画像形成装置の現像装置。
2. 【請求項２】前記マグネットローラは回転自在に設けら
   れている、請求項１に記載の画像形成装置の現像装置。
3. 【請求項３】前記マグネットローラは固定されており、
   前記固定されたマグネットローラは前記固定された磁極
   と逆極性の、かつ前記現像領域よりも前記現像スリーブ
   の回転方向上流側に位置する磁極を有している、請求項
   １に記載の画像形成装置の現像装置。
4. 【請求項４】前記マグネットローラは固定されており、
   前記固定されたマグネットローラは前記固定された磁極
   と同極性の、かつ前記現像領域よりも前記現像スリーブ
   の回転方向上流側に位置する磁極を有している、請求項
   １に記載の画像形成装置の現像装置。
5. 【請求項５】現像剤は磁性一成分トナーである、請求項
   １ないし４のいずれかに記載の画像形成装置の現像装
   置。