JPS5843739B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に電子写真機に適用する現像装置に関する
ものであり、更に詳細には磁気ブラシ現像装置の改良に
関するものである。

従来電子写真複写機に適用される現像装置としては、パ
ウダークラウド法、カスケード法、磁気刷子法等による
ものが知られているがこれらは各各界なった特性を有し
ており、各特性に応じて各方面で実用に供されている。

この内、パウダークラウド法やカスケード法の場合、現
像トナーは感光体表面の静電潜像の電界傾度の犬なる所
、即ち原稿画像濃度の不連続部に集中されこの部分の再
生画像が強調して得られるいわゆる周辺効果の発生があ
ることから、事務用文書複写の再現性には長所を有する
ものである。

しかしながらこれは一般的なトーン画像の再現、即ち原
稿画像の濃度が連続的に変化する部分の再現には短所と
して表われるのである。

またパウダークラウド法、カスケード法いずれの場合も
、その現像域を広範にする必要がある為に、現像装置自
体の容積も大型になる欠点を有している。

これに対し、磁気刷子法の場合は、鉄粉、現像トナーの
混合から成る現像剤を磁石に吸着し、磁極部分において
現像剤を刷子状に形成させ感光体上の静電潜像を摺擦す
ることにより現像し、画像再生するものである。

このときこの鉄粉自体は柔かい現像電極として働く為、
現像トナーを静電潜像の電荷密度に比例して付着させる
ことが可能、即ちトーン画像の再生に適しているもので
ある。

また現像装置自体としても小型に構成できる特徴を有し
ている。

この磁気刷子現像装置の更に改良型として、磁石棒の円
周方向に磁極性を順次逆極性に並べ、その外周に非磁性
体を設けてこの両者を相対的に移動させることにより、
非磁性体表面の磁極対応部分に磁気刷子を形成し、これ
により被現像面を柔かく摺擦し現像する方式も知られて
いる。

この方式による被現像面の静電潜像の電荷量と、これに
対する現像トナーの付着量の関係は、第１図イにａ線で
示す如くなる。

即ち、電荷量と付着トナー量の関係は比例関係にあるの
であるが、この関係を第１図口に示す如く複写画像の原
稿画像濃度（Ｄｏ）−複写画像濃度（Ｄｃ）特性で表わ
すと、濃度Ｄｏの画像濃度のある一定濃度において、濃
度Ｄｃは飽和状態となる。

このためＤｏの該一定濃度以上の画像濃度部においては
トーン画像を識別できなくなるものである。

これは、複写材上に付着するトナーが、この被現像面を
１〜２層覆ってしまった後では、トナ一層が更に増して
も複写画像濃度Ｄｃが変らないことを示しており、該複
写像は感覚的に極めて硬調画像の印象を与えるものであ
る。

この画像の印象をより軟調化しようとすると、被現像面
への付着トナー量は第１図イにｂ線で表わされる特性を
持たなければならないが、このときはトナーの付着量が
減少するので文字画像の再現性が低下するという欠点を
生じる。

本発明は上記従来の各現像法における長所を全て備え、
更に新しい作用効果を得る新規なる現像装置を提供する
ことを目的とするものである。

即ち、本発明の現像装置は、定位置に固設された複数の
磁極を有する磁界発生手段と、この磁界発生手段を囲繞
して回動するように設けられた非磁性部材とを有し、磁
界発生手段が非磁性部材の表面に形成する磁気作用によ
り現像剤を非磁性部材表面に保持して磁気刷子を形成し
、非磁性部材を回動させて潜像が形成された被現像面に
磁気刷子を接触させて現像を行う現像装置であって、磁
界発生手段の複数の磁極のうち被現像面に近接し且つ互
いに隣接する磁極を同極性として反発磁界を形成し、こ
の同極磁極が被現像面に近接する位置で非磁性部材を下
方向に回動させて現像を行うものである。

以下、本発明の電子写真現像装置について、図面を用い
て詳細に説明する。

第２図は本発明の現像装置を転写式電子写真複写機に適
用した例を示す構成説明図である。

図において、１は絶縁層、光導電性層、導電性支持層を
有するドラム型電子写真感光体であり、該感光体表面は
一次コロナ放電器２により任意の極性に全面が均一に帯
電され、次いで二次コロナ放電同時画像露光器３により
、−次帯電極性と逆極性のＤＣコロナ放電、或いはＡＣ
コロナ放電と同時に画像露光が行なわれる。

次（・で必要に応じて全面露光器４により全面露光が行
なわれ、感光体表面には高コントラストの静電潜像が形
成される。

該静電潜像は次いで本発明の現像装置５により顕像化さ
れて、該顕画像は、転写コロナ帯電器６による転写電界
の作用のもとに転写材Ｐに転写され、感光ドラムより分
離された後、定着ローラー７により加熱定着されるもの
である。

該転写工程により未転写のトナー粉末は、清掃器８内の
クリーニングブレード９により感光ドラム上より掻き取
られた後、搬送スクリュー１０により感光ドラム回転軸
方向端部に搬送され、該端部に接して設けられたトナー
回収ダクト１１を通って、現像器５中に回収され、再使
用に供される。

回収ダクト１１内でのトナー架橋防止のため、ダクト部
材には、ダクトの殴打部材（弾性材）１２が取りつげら
れている。

また感光ドラム端部には、殴打部材の駆動ピン１３が取
りつげられていて、該駆動ピンと殴打部材による振動作
用により、未転写トナーは、確実に現像装置内に回収さ
れるものである。

上記現像装置には、現像剤の現像能力測定のため、キャ
リアートナー・ブレイクダウン電圧変化検出法による、
現像剤中のトナー濃度検出装置が設けられており、該濃
度検出装置の検出信号により、適時ホッパー１４から濃
度の高い現像剤が補給されるものである。

この高濃度の現像剤は、４０〜５０％重量比のキャリア
を含んでおり、該高濃度現像剤補給により現像装置中に
増えたキャリアは、現像装置からオーバーフローをして
排出される。

この方法において、補給剤中の新キャリアと現像装置中
の旧キャリアは、常に混り合った状態で存在しており、
画像再生は長期に渡り安定した状態で継続されるもので
ある。

さらに本現像装置には、新規なるトナーの飛散防止装置
が具備されており、従来の乾式複写機には不可欠であっ
た飛散トナーを回収するための吸引ブロア及びトナー濾
過フィルターを設ける必要がない結果、コンパクトな乾
式複写機の設計が可能となるものである。

次に本発明の現像装置の具体的構成について詳述する。

第３図は本発明の現像装置の断面図である。

現像容器ＤＣ中には固定磁気ローラー１５、及び矢印方
向に回転する回転非磁性体スリーブ１６が収容されてい
る。

該磁気ローラー１５の磁極配置は、現像剤搬送磁極Ｎｌ
、現像剤くみ上げ磁極Ｓ２゜Ｎ３現像磁極Ｓ４．Ｓ５の
５極構成から成り、特に図面に示すように感光ドラム１
７に対する現像位置には、磁極Ｓ４ 、Ｓ５の同極性が
並ぶように着磁した磁気ローラーから成るようにしたこ
とを特徴するものである。

上記構成において磁極Ｎ１で搬送されＳ２゜Ｎ３でくみ
上げられた現像剤は、ドクターブレード１８により現像
剤の厚さが２〜３１ｎ７ＩＬに一定量規制された後、感
光ドラム面を摺擦する。

該ドクターブレードの位置形状及び該規制位置における
磁束の強さは、スリーブ廻りの現像剤の安定規制、及び
、スリーブの駆動トルクの大小を決定づける性格を持つ
。

本装置において現像剤規制は、くみ上げ磁極近辺で、ナ
イフェツジ形状のドクターブレード１８を用いて行い、
さらにスリーブ表面には、ローレット加工を施して、規
制位置の磁束強度を制限した構成で現像剤の安定搬送く
み上げを実現したため、高速複写現像装置に必要な、低
駆動トルク現像装置の開発が可能となったものである。

現像剤くみ上げ用磁極Ｓ２．Ｎ３の後位置には、現像用
磁極として８４ 、Ｓ５が配置されており、この隣り合
った同極により反発磁界が形成されており（磁界及び磁
力については第３図イ９口を参照）、そのＳ４．Ｓ５の
ほぼ中央部で磁力の強さはほぼ０となっている。

このため磁極Ｓ２．Ｎ３によりくみ上げられた現像剤は
、非磁性体が矢印方向に回転することによって８４に到
達すると、前記反発磁界とスリーブの遠心力との作用に
より現像剤は非磁性円筒表面に対して、垂直方向にはじ
かれてバラバラに分散し非磁性円筒表面から離れ、実質
的に現像電極効果を弱めた状態で感光ドラム面に衝突し
て静電潜像を現像する。

これは丁度カスケード現像法におけるように分散した現
像剤が感光体表面を移動しながら静電潜像を現像する現
象が生じる。

このとき感光ドラム１７は矢印方向に移動しているので
、感光体表面に衝突した現像剤は次いでＳ５が近づくと
、ここで再び非磁性体表面上に吸引され、再び非磁性体
上での運動が行なわれる。

上記現像剤が８４から８５に到るとき、この両磁極の中
央部分では非磁性体と感光ドラムとの間に実質的に磁束
強度〜０、すなわち磁力がほとんど作用しない状態で前
記現像剤の動きが行なわれる。

このときキャリヤー粒子間の相互引力性が弱められる結
果、前記磁性スリーブの遠心力と反発磁界との作用によ
り、パウダークラウド状態が生ずる。

そして更に、同極磁極Ｓ４ 、Ｓ５が感光ドラムに対面
する現像位置で、非磁性円筒を下方向に回転させること
で、上記反発磁界の存在、及び非磁性円筒の遠心力によ
り、非磁性円筒から引離されたトナーは重力の作用を受
けて、自重により落下し、確実に再び円筒面に至る。

このように現像部において磁石の磁性を８４゜Ｓ５と同
極性を並べて反発磁界を形成したこと、非磁性円筒を下
方向に回転させ、感光体との相互移動を利用、したこと
により、従来から持っている磁気刷子現像の長所に、更
に上記述べた如き分散させたトナーで現像電極効果を弱
めたカスケード的パウダークラウド的現像現象により、
両方の長所をも加わった文字再現性、及び高い画像濃度
部においてもトーン画像再現性の極めて良好な現像画像
を得るものである。

図の１９．２０は、現像剤仕切り板２１をはさんで対に
置かれた、現像剤の搬送兼攪拌スクリュウであり、現像
剤の移動はスクリュウ２０により奥方向に搬送され、ス
クリュウ２０の奥側端部に設けられた反転スクリュウ、
及び仕切り板２１端部に設けられた現像剤移動穴を通し
てスクリュウ１９に渡され、このスクリュウ１９によっ
て手前側に搬送されて行なわれる。

搬送スクリュウ１９゜２０の構成を用いるときには、ス
クリュウ１９と２０の搬送能力比を６：１０〜８：１０
に選ぶと、スリーブ長手軸方向にわたって極めて均一に
現像剤を分布させることができる。

次に第４図に本発明現像装置の別の実施態様を示す。

第２図と同じ符号で示したものは同じものを指す。

第３図においては、第２図に示した現像用磁気刷子回転
体の下方に、固定磁気棒２２とこの外周に矢印方向に回
転するように設けられた非磁性円筒２３と、この外周に
摺擦するドクターブレード２４とを有する現像剤回収用
回転体が配されている。

固定磁気棒の磁極配置は図示の如くであり、現像用磁気
刷子回転体にて現像され、感光体表面に付着した現像剤
（キャリヤも多少含んでいる）と、現像後、現像用磁気
刷子回転体表面に乗っている現像剤は、現像剤回収用回
転体の磁力により引きつげられ非磁性円筒上に吸引され
る。

そしてその後絞非磁性体円筒表面に摺擦されたブレード
２４により除去され、再び現像に供されるものである。

この現像剤回収用回転体の適用は、感光体表面に付着し
た過剰の現像トナーと不要なキャリヤ等を除去できるた
め、複写画像の背景部へのカブリ防止、キャリヤ等によ
る感光体表面の傷つげ防止、現像剤の節約等多大の効果
を得るものである。

次に第５図イ５口、ハ、二に現像用磁気刷子回転体の固
定磁気棒の着磁配置について各種石しであるが、感光体
に対する現像部において第２図実施例に説明した現象を
利用したものであれば、この他の磁極配置も適用可能で
ある。

以上第１図〜第５図を用いて、本発明現像装置について
説明したが、本発明による改良により従来の磁気刷子現
像によるトーン画像の優良性に加え、反発磁界部分にお
いて生じるカスケード的パウダークラウド的現像による
文字再現性の優良性をも得る極めて理想的な現像ができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イは電荷量と付着トナー量の関係を示すグラフ、
第１図口は原稿画像濃度と複写画像濃度の関係を示すグ
ラフ、第２図は本発明現像装置を電子写真複写機に適用
した例を示す構成説明図、第３図、第４図、第５図は本
発明現像装置の各種実施態様を示す構成説明図である。 図において、１５は固定磁石棒、１６は回転非磁性円筒
、１７は感光ドラム １８はドクターブレードである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 定位置に固設された複数の磁極を有する磁界発生手
   段と、この磁界発生手段を囲繞して回動するように設け
   られた非磁性部材とを有し、磁界発生手段が非磁性部材
   の表面に形成する磁気作用により現像剤を非磁性部材表
   面に保持して磁気刷子を形成し、非磁性部材を回動させ
   て潜像が形成された被現像面に磁気刷子を接触させて現
   像を行う現像装置であって、磁界発生手段の複数の磁極
   のうち被現像面に近接し且つ互いに隣接する磁極を同極
   性として反発磁界を形威し、この同極磁極が被現像面に
   近接する位置で非磁性部材を下方向に回動させて現像を
   行うことを特徴とする現像装置。