JPS62262074A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１上二■月皇１ 本発明は、電子写真複写プロセス等にて使用される磁気
刷子方式による静電潜像現像装置に関する。

従迷！すＬ術 従来、この種の磁気刷子式の静電潜像現像装置による方
法としては、第８図、第９図に示す方法が良く知られて
いる。この方法は、矢印（ａ）方向に回転駆動される感
光体ドラム（１）の表面に対向して、磁気ローラ（３）
を内蔵した現像スリーブ（２）を設け、パケットローラ
（４〉にて現像剤供給部（Ａ＞に供給される現像剤を磁
気ローラ（３）の磁力で現像スリーブ（２〉の外周面上
に保持しつつ、磁気ローラ（３）の矢印（ｂ）方向への
回転及び現像スリーブ（２）の矢印（Ｃ）方向への回転
に基づいて現像スリーブ（２）の外周面上を矢印（ｃ）
方向に搬送し、現像スリーブ（２）と感光体ドラム（１
）とが近接する現像領域（Ｂ）にて感光体ドラム（１）
の表面に形成された静電潜像を現像する方法である。

また、第８図、第９図中、く５）は穂高規制板、（６）
はスクレーバ、（７）は現像バイアス用電源であり、現
像スリーブ（２）は現像電極としても機能している。

明が解決しようとする間　、膏 ところで、従来の現像方法（第８図、第９図に示した様
に、現像スリーブと磁気ローラの両方を回転駆動する方
式のみならず、現像スリーブと磁気ローラのいずれか一
方のみを回転駆動する方式にあっても）において、現像
剤は現像スリーブ（２）と感光体ドラム（１）との最近
接位置（ｘ、）［間隔（ｄ、）］を通過し、その後、現
像スリーブ（２）が感光体ドラム（１）の表面から離れ
つつある位置（ｘ、　’　）　Ｃ間隔（ｄｌ’）コにお
いて感光体ドラム（１）との接触を終了する。しかしな
がら、これでは現像画像に対するトナーのカブリや現像
装置外へのトナーの漏れ、キャリアを使用する現像剤に
あってはキャリアによるトナー画像の掻き落としに起因
するトナー画像の力スレや細線再現性不良あるいは磁気
拘束力の小さいキャリアの感光体ドラム（１）の表面へ
の付着といった問題点を有している。

この様な問題点は、前述の如く、間隔（ｄ、°）が間隔
（ｄｌ＞よりも広いことを原因とし、かつキャリアを使
用する現像剤においては前記トナーのカブリやトナーの
漏れは、現像剤中に帯電量の低いトナーが存在する場合
に発生しやすいことが確認されている。なお、キャリア
を使用する現像剤においては、帯電量の低いトナーがた
とえ少量であっても一定の比率で現像剤中に存在するこ
とは避は得ない。

帯電量の低いトナーはキャリアから離れて浮遊しやすく
、現像剤が感光体ドラム（１）から離れようとするとき
、即ち前記位置（ｘ、’）の空間に低帯電トナーが浮遊
することとなる。そして、ｄ１゛〉ｄｌという前述の条
件からも明らかな様に、位置（ｘ、’）付近及び位置（
ｘ、’）よりも現像剤搬送方向下流側付近での現像スリ
ーブ（２）と感光体ドラムく１）との電界は最近接位置
（ｘｌ）付近よりも弱く、あまり強くはない。従って、
浮遊トナーは感光体ドラム（１）の表面に形成された静
電潜像からの電気力を十分に受けることができず、結果
的に画像背景部に付着してカブリとなったり、現像スリ
ーブ（２）と感光体ドラム（１）のいずれにも引き寄せ
られずに下方に漏れ出ることになる。

また、位置（ｘ、’）における静電潜像による電界が最
近接位置（ｘｌ）よりも弱いということは、最近接位置
（ｘｌ）で感光体ドラム（１）の表面に付着したトナー
に対する感光体ドラム（１）側への引力が位ｆｌ（ｘ、
’）では最近接位置（Ｘ、）よりも弱くなっているとい
うことを意味する。従って、最近接位置（Ｘ、）で画像
部に付着したトナーが位置（Ｘ、’）において現像剤（
キャリア）の穂によって掻き落とされる現象が生じる。

このことは、トナー画像の力スレや細線再現性不良につ
ながる。

加えて、キャリアが小径でバインダ型であれば、磁気拘
束力が小さく、トナーとは逆極性のかなり高い帯電量を
保持し得ることから、画像背景部に付着しやすい。この
現象は、間隔（ｄｌ’）が大きい程磁気ローラ（３）に
よる磁気的吸引力が弱くなるため、発生しやすい。

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、 （ａ）現像電極が磁気ローラを内蔵した現像スリーブで
あり、この現像スリーブの外周面に略沿った形状を有す
る現像剤搬送案内部材を現像剤供給部から現像領域近傍
にわたって設け、 （ｂ）前記磁気ローラを現像領域から現像剤供給部方向
へと回転駆動すると共に、前記現像スリーブを磁気ロー
ラと同方向に回転駆動し、絶縁性キャリアとトナーとの
混合物からなる現像剤を磁気ローラの回転に基づいて前
記現像剤搬送案内部材上を現像剤供給部から現像領域へ
と搬送すると共に、現像後の現像剤を現像スリーブの回
転に基づいて現像スリーブと現像剤搬送案内部材との間
を現像剤供給部に搬送する様にし、 （ｅ）前記現像スリーブの回転にて搬送される現像剤を
現像スリーブの外周面上から掻き落とすためのスクレー
バを設け、 （ｄ）少なくとも現像剤ケーシングへの取り付け部付近
が可撓性を有する導電性キャリア回収部材を前記現像領
域の静電潜像担体表面移動方向下流側に設けると共に、
このキャリア回収部材を絶縁性スペーサを介して前記現
像スリーブの外周面に当接せしめてその先端が静電潜像
担体表面に近接対向する様に位置決めし、かつこのキャ
リア回収部材にキャリアの帯電極性と逆極性の電圧を印
加する、 ことを特徴とする。

正−涯 即ち、以上の構成において、現像剤は現像剤供給部から
現像領域にかけて現像剤搬送案内部材上を磁気ローラの
回転にのみ基づいて搬送され、現像剤搬送案内部材の先
端にて静電潜像担体表面に接触し、その表面に予め形成
された静電潜像を現像する。同時に、現像剤は現像スリ
ーブの外周面に接触し、現像スリーブの回転に従って現
像スリーブと現像剤搬送案内部材どの間を現像剤供給部
側に搬送される。この場合、現像剤は現像スリーブが静
電潜像担体表面に対して近接しつつある位置ないしは最
近接位置において静電潜像担体表面に対する接触を終了
することとなる。

その結果、現像剤との接触を終了した静電潜像担体表面
は電界の強い前記最近接位置を通過し、この部分に浮遊
するトナーは強い電界にて静電潜像画像部又は現像スリ
ーブの外周面に付着することとなる。また、キャリアに
よりトナー画像の掻き落としが生じることもない。

さらに、現像前の現像剤と現像後のトナー濃度が低下し
た現像剤とは前記現像剤搬送案内部材にて仕切られ、両
搬送通路での現像剤の入れ替わりがなく、キャリアを使
用する現像剤に関して現像領域での現像剤中のトナー濃
度の低下を生じない。

一方、現像時において静電潜像担体表面に付着したキャ
リアは、キャリア回収部材の先端近傍を通過する際、キ
ャリア回収部材に印加されている逆極性の電圧にてキャ
リア回収部材に電気的番こ吸着回収される。なお、現像
スリーブの回転に基づいて現像剤供給部側に搬送される
現像後の現像剤はスクレーバにて掻き落ときれ、キャリ
ア回収部材設置位置に回り込むことはない。

衷轟忽 以下、第１図ないし第７図を参照して本発明に係る静電
潜像現像装置の一実施例について説明する。

［現像装置の基本方式、第１図参照コ 本現像装置は、周知の磁気刷子方式によるもので、摩擦
帯電にて互いに逆極性に帯電したキャリアとトナーとの
混合物からなる現像剤が収容きれており、ポジの静電潜
像をポジ画像に現像するいわゆる正規現像を行なう堡に
なっている。

一方、感光体ドラム（１）は矢印（ａ）方向に回転駆動
され、その表面には本現像装置に達する前にトナーの帯
電極性とは逆極性に帯電され、かっポジの静電潜像が形
成される。

［現像装置の構成、第１図等参照コ 本現像装置は、現像剤ケーシング（２０）内に、感光体
ドラム（１）の表面に対向した現像スリーブ（１０）を
有し、現像スリーブ（１０）内には外周部にＮ極、Ｓ極
を着磁した磁気ローラ（１１）が内蔵され、かつ現像ス
リーブ（１０）の外周面路上半分部分に近接して現像剤
搬送案内部材（１２）が設置されている。現像スリーブ
（１０）、磁気ローラ（１１）は共に以下に説明する回
転数で矢印（ｂ）方向に回転駆動される。また、現像剤
搬送案内部材（１２）は第７図に示す様に、現像スリー
ブ（１０）の外径半径（ｒｌ）より若干大きい内径半径
（ｒ、）を有し、その中心点（Ｏｆ）は現像スリーブ（
１０）の中心点（ＯＩ）に対して（ｄ、）だけ若干偏心
した位置に設置きれ、部材（１２）と現像スリーブ（１
０）との間隔は現像領域（Ｂ）から現像剤供給部（Ａ）
に向かうに従って次第に広くなる様に設置されている。

前記現像スリーブ（１０）、現像剤搬送案内部材（１２
）は共に導電材からなり、第３図に示す様に、それぞれ
バイアス電源（３ｏ）、（ａｌ）が接読されている。バ
イアス電ｆｉ（３０）は現像スリーブ（１０）を現像電
極として機能させるためのもので現像スリーブく１０）
に対してトナーの帯電極性とは逆極性の直流現像バイア
ス電圧を印加する。バイアス電源（３１）は、以下に説
明する様に、現像スリーブ（１０）と部材〈１２）との
間を搬送される現像剤（主としてキャリア）の電荷を消
去するためのもので、部材（１２）に対して交流電圧を
印加する。

穂高規制板（２１）は現像剤ケーシング（２０）と一体
に形成したもので、その先端は前記現像剤搬送案内部材
（１２）に対して一定の間隔（ｄ、）を有して対向して
いる。スクレーバ（１３）は弾性を有する薄板にて形成
され、先端は現像スリーブ（１０）の外周面に軽く圧接
きれている。

また、現像剤ケーシング（２０）内には、現像剤攪拌羽
根く１４）が矢印（ｄ）　ｊ５向に回転駆動可能に設置
され、現像剤を攪拌しつつ供給部（Ａ）に供給する。現
像剤ケーシング（２０）の背部にはトナーケーシング（
２５）が設けられ、内部に設けたトナー供給羽根く２６
）の矢印（ｅ）方向への回転にてトナーを供給口（２７
）から現像剤ケーシング（２０）に供給する様に構成さ
れている。

一方、現像領域（Ｂ）の直上及び直下はそれぞれシール
手段にてシールされている。上方をシールする粉煙防止
シール部材（１５）は、可撓性を有する材料にて形成さ
れ、現像剤ケーシング（２０）の上端面に取り付けられ
、先端は感光体ドラム（１）の表面に軽く接触している
。下方はキャリア回収部材（１６）とこぼれ防止部材（
１８）にてシールされている。キャリア回収部材（１６
）は下部を現像剤ケーシング〈２０〉の下端面に取り付
けたもので、少な（とも取り付け部付近は可撓性を有す
る材料にて形成され、その先端と感光体ドラム（１）の
表面との間隔（ｄ４）（第６図参照）は、部材（１６）
に接着した絶縁材からなるスペーサ（１７）がこの部材
（１６）の弾性にて現像スリーブ（１０）の外周面に当
接することにより規制されている。このキャリア回収部
材（１６）は感光体ドラム（１）の表面に付着したキャ
リアを回収するためのもので、導電材からなり、バイア
ス’％ＪＸ（３ｚ）にてキャリアの帯電極性と逆極性の
直流バイアス室圧が印加きれ、かつ第５図に示す様に、
幅方向に一定の開口（１６ａ）が形成きれている。いま
ひとつのシール手段であるこぼれ防止部材（１８）は前
記キャリア回収部材（１６）の外側に位置し、下部を現
像剤ケーシング（２０）の下端面に取り付けたもので、
少なくとも取り付け部付近は可撓性を有する材料にて形
成され、その先端と感光体ドラムく１）の表面との間隔
（ｄｓ）（第６図参照）は、こぼれ防止部材（１８）に
接着したスペーサ（１９）がこの部材（１８）の弾性に
て前記キャリア回収部材（１６）及びスペーサ（１７）
を介して現像スリーブ（１０）の外周面に当接すること
により規制されている。

フォトセンサ（２４）は発光素子（２４ａ）と受光素子
（２４ｂ）とからなる反射型のもので、現像剤ケーシン
グ（２０）内であって現像スリーブ（１０）の下部に対
向して設置されている。このフォトセンサ（２４）は、
第７図に示す様に、現像剤が現像領域（Ｂ）を越えて現
像スリーブ（１０）の下部にまで回り込むこと（この状
態は、以下に説明する様に、異常状態である）を検出す
るだめのものである。フォトセンサ（２４）の設置位置
は現像スリーブ（１０）の軸方向略中央部であり、前記
スペーサ（１７）はこの位置には設けられておらず、仮
に現像剤が現像領域（Ｂ）を越えた場合、該現像剤は支
障なくフォトセンサ（２４）の検出部に退することとな
る。また、フォトセンサ（２４）の出力はマイクロフン
ピユータ（ＣＰＵ）に入力され、その異常検比信号はマ
イクロコンピュータ（ＣＰＵ）を介して異常表示ランプ
＜Ｌ）と磁気ローラ駆動モータ（４５）に出力される。

［現像装置駆動機構、第３図、第４図参照コ第３図は奥
側の駆動機構を示し、メインモータからの回転駆動力を
伝達されるギヤ（４０）は攪拌羽根（１４）の支軸端に
固定したギヤ（４１）と噛合し、現像スリーブ（１０）
の支軸端に固定したギヤ（４２）とトナー供給羽根（２
６）の支軸端に固定したギヤ（４３）とは前記ギヤ（４
１）に噛合している。

ギヤ（４０）はメインモータのオン、オフに同期して矢
印（ｆ）方向に回転駆動され、これにて攪拌羽根（１４
）、現像スリーブ（１０）、トナー供給羽根（２６）が
それぞれ矢印（ｄ）、　（ｂ）、　（ａ）方向に回転駆
動される。

第４図は手前側の駆動機構を示し、磁気ローラ駆動モー
タ（４５）の出力プーリ（４６）と磁気ローラ（１１）
の支軸端に固定したブーＩバ４Ｂ）とはベルト（４７）
にて連結されている。磁気ローラ駆動モータ（４５）は
、通常はメインモータと同期してオン、オフされ、これ
に連動して磁気ローラ（１１）が矢印（ｂ）方向に回転
駆動されることとなる。

［現像剤の動き、第１図、第２図参照］次に、以上の現
像装置における現像スリーブ（１０）の周辺での現像剤
の動きについて説明する。

現像剤は攪拌羽根（１４）の矢印（ｄ）方向の回転にて
供給部（Ａ）に供給され、磁気ローラ（１１）の磁力で
現像スリーブ（１０）の外周面上に吸着され、穂高規制
板（２１）にて穂高を規制されつつ、磁気ローラ（１１
）の矢印（ｂ）方向の回転に基づいて現像剤搬送案内部
材（１２）上を矢印（ｃ）方向に搬送される。現像剤搬
送案内部材（１２）上を矢印（ｃ）方向に搬送された現
像剤は、部材（１２）の先端にて感光体ドラム（１）の
表面に接触し、予め感光体ドラム（１）の表面に形成さ
れた静電潜像を現像する。はぼ同時に、現像剤は現像ス
リーブ（１０）の外周面に接触し、現像スリーブ（１０
）の矢印（ｂ）方向への回転に従って現像スリーブ（１
０）と現像剤搬送案内部材（１２）との間を矢印（ｂ）
方向に搬送され、スクレーバ（１３）にて掻き落とされ
る。

この場合、現像剤が感光体ドラム（１）の表面に対する
接触を終了する位置（Ｘ、）は現像スリーブ（１０）が
感光体ドラム（１）の表面に対して近接しつつある位置
であり、両者の最近接位置（Ｘ、）よりも僅かに上方で
ある。その結果、現像剤は、感光体ドラム（１）の移動
方向（矢印ａ）に対して最近接位置（ｘｌ）よりも下流
側の現像スリーブ（１０）の外周面上には存在しない。

ここで、現像スリーブ、磁気ローラを共に同方向に回転
駆動する方式において、現像剤が前述の動きをすること
について原理的に説明する。

以上の方式において、現像剤は全体的に見て磁気ローラ
の回転方向とは逆方向に現像スリーブの外周面上を搬送
される。これを詳細に説明すると、磁気刷子の上層部分
は磁気ローラの回転に基づく磁界の移動にてその回転方
向とは逆方向に自転しつつ搬送され、現像スリーブの外
周面に近接した下層部分は現像スリーブの回転に基づい
てその回転方向に、即ち、全体としての現像剤搬送方向
とは逆方向に搬送される。但し、その搬送速度は磁気刷
子の上層部分にける搬送速度より低速である。

本発明に係る静電潜像現像装置では、現像電極（例えば
、現像電極としても機能する現像スリーブ）が静電潜像
担体（例えば、表面に感光体層を有するドラム）に対し
て近接しつつある位置あるいは最近接位置において現像
剤の感光体ドラムに対する接触（この接触領域を現像領
域という）を終了きせる。この様な方式にあっては、現
像領域において現像スリーブによる現像剤搬送速度（Ｖ
ｓｌ）を磁気ローラによる現像剤搬送速度（Ｖｍｇ）よ
りも大きくして、現像領域下流側の現像スリーブ外周面
上には現像剤を存在させない様にすれば良い。

具体的には、磁気ローラの回転に基づく搬送速度［Ｖｍ
ｇ（ｍｍ／５ｅｃ）　］は、 Ｖｍｇ　＝　ｈ−ｐ・（Ｗｍｇ／　６０　）　　　　　
−−■但し、ｈ　：穂高（ｍｍ） ｐ　：磁極数 Ｗｍｇ：磁気ローラ回転数（ｒｐｍ） なる式で表される。

現像スリーブの回転に基づく搬送速度［Ｖｓｌ（ｍｍ／
５ｅｅ）　］は、 Ｖｓｌ　＝　Ｄ　・ｒｒ　・（Ｗｓｌ／　６０　）　　
　　−−■但し、Ｄ　：現像スリーブ直径＜ｍｍ）Ｗｓ
ｌ：現像スリーブ回転数（ｒｐｍ）なる式で表される。

従って、全体としての現像剤搬送速度［Ｖｄｅｖ（ｍｍ
／５ｅｃ）コは、 Ｖｄｅｖ　＝　Ｖｍｇ　−Ｖｓｌ ”　（ｈ−ｐ−Ｗｍｓ　−Ｄ　・１　・Ｗｓｌ）／６０
−　　■なる式で表される。

ところで、現像スリーブと感光体ドラムとの最近接位置
（ｘｌ）において、前記穂高（ｈ）は必然的に最近接位
置間隔（ｄ＋）となる、従って現像剤を現像領域よりも
下流側の現像スリーブ外周面には存在させないためには
、 Ｄ・π・Ｗｓｌ＞ｄ、・ｐ−Ｗ　ｒｎ乙　　　　　・・
・・・・　■なる式を満足すれば良い、即ち、現像スリ
ーブの直径、磁気ローラの磁極数、それらの回転数や現
像スリーブと感光体ドラムとの間隔等を０式を満足する
様に設定すれば良い。

［現像条件の具体例コ ここで、本現像装置及び現像条件の具体的数値を本発明
者らが行なった実験に基づいて説明する。

現像スリーブ： 材質　　ニステンレス 直径　　：３１ｍｍ 回転数　：６０ｒｐｍ 現像バイアス電圧：１５０Ｖ（ＤＣ） 磁気″ローラ： 極数　：８ 磁力　：　１００ＯＧ　（現像スリーブ表面上）回転数
：　１２００ｒｐｍ 攪拌羽根　： 回転数：４Ｏｒｐｍ トナー供給羽根： 回転数：５０ｒｐｍ 現像剤搬送案内部材： 材質　　ニステンレス 厚さ　　　：０．８ｍｍ 円弧半径：１７ｍｍ （０りの（ｏｌ）に対する偏心値（ｄｓ）　：　０．３
ｍｍ現像スリーブとの最狭間隔（ｄａ）　：　１．２ｍ
ｍ印加電圧：　−１５ｏｖ（ｏｃ＞、　３５０Ｖｒｍｓ
、　１ｋ）Ｉｚ（ＡＣ）最近接位置間隔（ｄ＋　）　：
　０．４ｍｍ穂高規制間隔（ｄ、）　　：　Ｌ８ａ＋ｍ
キャリア回収部材印加電圧、＋５００Ｖ感光体ドラム： 周速　　：　１３０ｍｍ／ｓｅｅ 静電潜像最高電位　：　−５５０Ｖ 静電潜像背景部電−位：　−ｔｏｏｖ 現像剤：平均粒径３８μｍのバインダ型絶縁性凪性キャ
リア９０ｗｔ％と、平 均粒径１１μｍの絶縁性非磁性ト ナーＬｏｗｔ％との混合物、摩擦帯 電にてキャリアは負極性に、トナ ーは正極性に帯電する。

なお、以上の条件にあっては、現像剤を最近接位置くＸ
、）よりも下流側の現像スリーブ（１０）の外周面に存
在させないための前記０式を満足することは勿論である
。

［前記０式を満足することの効果コ 以上の現像方法によって複写実験を行なったところ、比
較的帯電量の低いトナーを用いてもトナーのカブリ等の
ない良好な複写画像を得ることができた。また、同様に
比較的帯電量の低いトナーを用いて１０．０００枚の連
続複写を行なっても、現像剤ケーシング（２０）と感光
体ドラム（１）との間からのトナー漏れはほとんど見ら
れなかった。

この様な効果は、現像剤が感光体ドラム（１）に対する
接触を終了する位置（Ｘ、）が、最近接位置（Ｘｌ）よ
りも上流側にあり、この間隔（ａ＋”）が間隔（ｄｌ）
よりも広いことに起因すると思われる。即ち、感光体ド
ラム（１）の表面は現像剤との接触を終了した後、感光
体ドラム（１）上の静電潜像と現像スリーブ（１０）と
の間の電界が最も強い部分である最近接位置（Ｘ、）を
通過することとなる。帯電量が低くてキャリアから離れ
て浮遊したトナーは、強い電界によって画像部が通過す
る際にはその画像部に吸引され、背景部が通過する際に
は現像スリーブ（１０）に吸引され、それぞれ感光体ド
ラム（１）表面の画像部又は現像スリーブ（１０）の外
周面に付着する。従って、浮遊トナーが背景部に付着し
てカブリを生じたり、現像装置外へ漏れたりすることが
ないのである。

また、現像領域（Ｂ）にあっては、現像剤の接触が終了
する位置（Ｘ、）で現像スリーブ（１０）と感光体ドラ
ム（１）間の電界が最も強く、（−）部分以前に画像部
に付着したトナーを（Ｘり部分でキャリアが掻き落とす
ことはなく、トナー画像のカスレや細線再現性が損なわ
れることはない。

さらに、本実施例の様に、キャリアが小径でバインダ型
であることにより磁気拘束力が小さいものであっても、
現像剤の接触終了時点での磁界が最大であることから、
キャリア付着も生じにくい。

［トナー供給動作、第１図参照］ 現像剤ケーシング（２０）内では、キャリアとトナーと
の混合物からなる現像剤が攪拌羽根（１４）の矢印（ｄ
）方向の回転により混合攪拌されている。

トナーケーシング（２５）内には、トナーが収納されて
おり、トナー供給羽根く２６）の矢印（ｅ）方向の回転
により、攪拌及びトナー供給口（２７）の上方へのトナ
ー供給とが行なわれる。現像によってトナーが消費され
ると、現像剤ケーシング（２０）内の現像剤は、トナー
の消費量に見合った量だけその体積が減少する。すると
、現像剤ケーシング（２０）内に消費量分の空間ができ
、トナー供給口（２７）の上方に位置するトナーが自動
的に現像剤ケーシング（２０）内に入ってくる。これに
よって現像剤の体積が増加すると、増加した現像剤によ
ってトナー供給口〈２７）が塑がれ、新たなトナーが供
給されることはなく、結局、現像剤ケーシング（２０）
内の現像剤の体積は常に一定、即ちトナー濃度が常に略
一定に保たれることになる。

［現像剤搬送案内部材の機能コ 本実施例において、前記現像剤搬送案内部材（１２）は
、まず、キャリアを使用する現像剤に関し、現像領域（
Ｂ）での現像剤中のトナー濃度の低下を除去する機能を
奏する。即ち、磁気ローラ（１１）の回転に基づいて矢
印（ｃ）方向に搬送される現像前の現像剤と、現像スリ
ーブ（１０）の回転に基づいて矢印（ｂ）方向に搬送さ
れる現像後のトナー濃度の低下した現像剤とが現像剤搬
送案内部材（１２）にて仕切られ、再搬送通路での現像
剤の入れ替わりがないからである。

ところで、この部材（１２）と現像スリーブ（１０）と
の間隔は最近接位置間隔（ｄｌ）よりはかなり広く、こ
の方式によれば、現像スリーブ（１０）の外周面上を矢
印（ｂ）方向に搬送される現像剤は、厳密には、部材（
１２）の内周面までの穂高を有するために、その上層部
分は前記０式に表わされる矢印（ｃ）方向への搬送力を
磁気ローラ（１１）の回転に基づいて受ける。しかし、
実験結果によれば、現像スリーブ（１０）と部材（１２
）との間の現像剤は現像スリーブ（１０）の回転にて矢
印（ｂ）方向に搬送されていた。これは、次の理由によ
ると考えられる。磁気ローラ（１１）の回転による現像
剤の回転に伴う搬送力は、現像剤の密度によって変化し
、現像剤は密度が高くなると動きにくくなるため、自転
に伴う搬送力は弱くなる。現像スリーブ（１０）と部材
（１２）との間では現像剤の密度は比較的高く、それ故
現像剤は全体として矢印（ｂ）方向へ移動すると考えら
れる。

また、現像剤搬送案内部材（１２）は、前述の如く、現
像スリーブ（１０）との間隔を現像領域（Ｂ）から供給
部（Ａ）に向かうに従って次第に広くなる様に設定され
ており、現像領域（Ｂ）近傍の先端部間隔（ｄ、）が最
小間隔されている。この様な設定の下で現像スリーブ（
１０）を回転駆動するトルクは、前述の１０．０００枚
連続複写実験によっても、特に変化しなかった。

ところが、現像剤搬送案内部材（１２）と現像スリーブ
（１０）との間隔を現像剤供給部（Ａ）から現像領域（
Ｂ）の近傍までほとんど一定（１，２ｍｍ）とした場合
、及び逆に現像領域（Ｂ）の近傍から現像剤供給部（Ａ
）にかけて次第に狭くなる様に設定した場合について、
同様な連続複写の比較実験を行なったところ、前者の場
合、次第に現像スリーブ（１０）を回転駆動するトルク
の増大が少し見られ、また後者の場合は数１０枚の複写
で回転駆動トルクが非常に大きくなり複写不能となった
。

この様な現象を生じる理由については、次の様に考えら
れる。現像スリーブ（１０）と部材（１２）との間の通
路には、現像剤がほぼ一杯に充填されており、密度が比
較的高くなっている。そして、磁気ローラ（１１）の矢
印（ｂ）方向への回転による現像剤の自転に伴う搬送力
が弱くなって、現像剤は現像スリーブく１０）の回転に
よって搬送されていることは前述の通りである。ところ
で、現像スリーブ（１０）と部材（１２）との間隔が、
現像領域（Ｂ）の近傍から現像剤供給部（Ａ）にかけて
次第に狭くなる様に設定すると、現像スリーブ（１０）
の矢印（ｂ）方向への回転によって搬送される現像剤の
密度が現像剤供給部（Ａ）に近づくと必要以上に高くな
ってしまい、現像スリーブ（１０）の回転駆動トルクの
増大につながると考えられる。また、前記間隔をほとん
ど一定になる様に設定したとしても、微小な部分的設定
不良が発生することが予想され、それが回転駆動トルク
の若干の増大にっながっていると考えられる。

即ち、本実施例の様に、現像スリーブ（１０）と部材（
１２）との間隔を、現像領域（Ｂ）の近傍が最も狭く、
現像剤供給部（Ａ）に近づくに従って次第に広くなる様
に設定すれば、比較実験の如く、現像スリーブ（１０）
の回転によって搬送される現像剤の密度が上がるという
ことは生じない、よって、現像スリーブ（１０）の回転
駆動トルクの増大も生じないのである。

さらに、現像剤搬送案内部材（１２）は現像後のキャリ
アの電荷を消去して新たなトナーとの摩擦帯電性能を向
上させる機能をも有している。即ち、この部材（１２）
は導電材からなり、バイアス電源（３１）から直流（−
１５０Ｖ）を重畳された交流（３５０Ｖｒｍｓ、　１ｋ
Ｈｚ）が印加される。現像スリーブく１０）には−１５
０■の直流バイアスが印加されているので、結果として
、現像スリーブ（１０）と部材（１２）との間には３５
０ｖｒｍｓ、　１ｋＨｚの交流電界が作用することにな
る。

ところで、キャリアとして絶縁性磁性キャリアを用いた
ものにおいては、現像時にトナーが消費されても、キャ
リアには逆極性の電荷が長く残る。

そして、既にトナーと逆極性の電荷を保有しているキャ
リアは、新しく補給されたトナーを帯電させる能力が電
荷を保有していないキャリアよりも低い傾向がある。

しかしながら、本実施例において、現像後の現像剤は、
現像スリーブ（１０）と部材（１２）との間の通路を搬
送されるときに交流電界を受け、現像剤全体として電荷
を持たないように除電される。

即ち、トナーを失って逆極性の過剰電荷を保有している
絶縁性磁性キャリアはその過剰電荷を除電され、その結
果、新しく補給されたトナーを十分に摩擦帯電させるこ
とができるのである。

具体的には、現像スタート時にトナーの帯電電荷量が１
２μｃ／ｇの場合、２．０００枚の複写後部材（１２）
に対して一１５０■の直流のみを印加し交流を印加しな
いと、トナーの帯電電荷量は９〜１０μｃ／ｇに低下し
たが、本実施例の如く、交流を重畳印加すれば１２〜１
３μｃ／ｇの電荷を保持していた。

なお、現像剤搬送案内部材（１２）自体は必ずしも全体
が導電材で形成される必要はなく、少なくとも現像スリ
ーブ（１０）に対向する内周面のみが導電性を有してい
れば良い。

［キャリア回収部材の機能コ 本現像装置において、感光体ドラムく１）の表面へのキ
ャリア付着が生じにくいことは前述の通りである。しか
しながら、キャリア製造上のやむを得ない物性のバラツ
キ等に起因して少量ではあるがキャリア付着を生じる場
合がある。キャリア回収部材（１６）はこの様に感光体
ドラム（１）の表面に付着したキャリアを現像スリーブ
（１０）側に回収する機能を有する。即ち、感光体ドラ
ム（１）の表面に付着しているキャリアは、トナーとは
逆極性モある負極性の電荷を有しているが、キャリア回
収部材（１６）へは＋５００（Ｖ）の電圧が印加きれて
いるので、電気的にキャリア回収部材（１６）へ吸着さ
れる。そして、第６図に示す様に、キャリアは磁気ロー
ラ（１１〉の矢印（ｂ）方向への回転に伴う自転によっ
てキャリア回収部材（１６）上を搬送され、開口（１６
ａ）から現像スリーブ（１０）上に戻される。

ところで、キャリア回収部材（１６）の先端はトナー画
像を乱きないために感光体ドラム（１）の表面に接触さ
せることはできないがキャリア回収作用をより効果的に
行なうには、その間隔（ｄ４）は回収電界を強くするた
めにできるだけ狭いことが望ましく、かつ該間隔（ｄ４
）は軸方向にわたって均一であることが望ましい。そこ
で、できるだけ狭い間隔（ｄ、）で設置するための位置
決め基準部材として現像スリーブ（１０）を利用するこ
ととした。現像スリーブ（１０）は感光体ドラム（１）
の表面に対して間隔（ｄｌ）で正確に位置決めされてい
るからである。これにて、キャリア回収部材（１６）の
先端を位置決めするために他の位置決め手段を設置した
り、先端の直線性を保持するためにキャリア回収部材（
１６）自体を厚手の部材で形成したりする必要がなく、
薄手の部材で間隔（ｄ４）を十分に狭くかつ正確に設定
可能であり、感光体ドラム（１）の表面に付着したキャ
リアをほぼ完全に回収することができる。

なお、スペーサ（１７）が現像スリーブく１０）の下部
側に当接する様な構成とすることができるのは、現像剤
が現像領域（Ｂ）より下流側に存在しない様に、各条件
が前記０式を満足する様に設定されていること、及び現
像スリーブ（１０）の外周面上を矢印（ｂ）　−Ｊ向に
搬送される現像後の現像剤が、スクレーバ（１３）にて
掻き落とされ、スペーサ（１７）の設置位置に回り込む
ことがないからである。

［トナーこぼれ防止部材の機能］ 本実施例において、現像領域（Ｂ）からトナーが下方へ
はこぼれにくいことも前述の通りである。

しかしながら、感光体ドラム（１〉の矢印（ａ）方向へ
の回転に沿った空気流等の存在にて僅かではあるがトナ
ーが外部にこぼれ出ようとする。こぼれ防止部材（１８
）はこの様なトナーのこぼれを防止する機能を有する。

このこぼれ防止部材（１８）の先端も前記キャリア回収
部材（１６）と同様に、感光体ドラム（１）の表面に接
触きせることはできないが、その間隔（ｄ、）はできる
だけ狭いこと及び軸方向にわたって均一であることが望
ましい、そこで、こぼれ防止部材（１８）はスペーサ（
１９）、キャリア回収部材（１６）、スペーサ（１７）
を介して現像スリーブ（１０）に対して圧接することで
常時一定の位置関係とされ、間接的にではあるが、間隔
（ｄＳ）が十分に狭くかつ軸方向に均一に設定されるこ
ととなり、トナーのこぼれをほぼ完全に防止することが
できる。

なお、スペーサ（１９）を絶縁性のものとし、こぼれ防
止部材〈１８）を導電性のものとした場合には、このこ
ぼれ防止部材（１８）にトナーの帯電極性と逆極性のバ
イアスを印加すれば、トナー捕集の効率が一層向上する
。

［フォトセンサの機能］ 本実施例においては、現像領域（Ｂ）より下流側の現像
スリーブ（１０）上には現像剤が存在しないので、フォ
トセンサ（２４）に対向する現像スリーブ（１０）の外
周面上に現像剤が存在することはない、現像スリーブ（
１０）はステンレス製で、その表面は研摩されているた
めに発光素子（２４）から出た光は現像スリーブ（１０
）の外周面で反射して受光素子（２４ｂ）に入り、それ
に相当する出力がマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）に出
力されることになる。

ところで、本実施例の様な方式の現像装置においては、
現像スリーブ（１０）と感光体ドラム（１）の表面との
間隔（ｄＩ）を常にある値以下に保持することが必要で
ある。なぜならば、間隔（ｄｌ）が広くなると、前記０
式を満足しなくなり、現像剤が現像領域（Ｂ）よりも下
流側へ進み、最終的には現像装置外へこぼれてしまう不
都合を有するからである。

しかしながら、本実施例においては、フォトセンサ（２
４）からの現像剤検出信号によって磁気ローラ駆動モー
タ（４５）の回転を停止させる等の制御を実行し、前記
不都合を未然に防止している。

即ち、何らかの原因により現像装置が不完全にセットさ
れ、現像スリーブ（１０）と感光体ドラム（１）との間
隔（ｄｌ）が広い状態のまま、複写機が動作を開始した
とすれば、第７図に示す様に、現像剤は磁気ローラ（１
１）の回転により、現像領域（Ｂ）よりも下流側の現像
スリーブ（１０）の外周面上に搬送される。フォトセン
サ（２４）を設置した軸方向略中央部では、スペーサ（
１７）が切り欠かれているので、現像領域（Ｂ）を通過
した現像剤は、フォトセンサ（２４）が対向する現像ス
リーブ（１０）の外周面上にまですみやかに搬送される
。

これにて発光素子（２４ａ）から出た光は乱反射あるい
は吸収されるので受光素子（２４ｂ）に入射しなくなり
、それに相当する２号が受光素子（２４ｂ）からマイク
ロコンピュータ（ＣＰＵ）に出力される。そこで、マイ
クロコンピュータ（ＣＰＵ）は磁気ローラ駆動モータ（
４５）の回転を停止させる。

磁気ローラ（１１）の回転が停止されると現像剤を矢印
（ｃ）方向へ搬送する搬送力が消滅するが、メインモー
タは駆動を継続していることから、現像スリーブ（１０
）上の現像剤は、現像領域（Ｂ）を通過したものを含め
て、現像スリーブ（１０）の矢印（ｂ）方向への回転に
基づいて現像スリーブ（１０）の外周面上を同方向に搬
送され、現像剤ケーシング（２０）内に戻される。その
後、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）は表示ランプ（Ｌ
）を点灯し、“トラブル”を外部に表示すると共に、メ
インモータ等複写機本体の動作を停止させる。

本実施例では、この様にフォトセンサ（２４）にて現像
剤が現像領域（Ｂ）よりも下流側に搬送されたことをす
みやかに検出し、かつ磁気ローラ（１１）の回転を停止
きせるため、現像領域（Ｂ）を通過した現像剤が行き場
を失って現像装置外へこぼれることが未然に防止され、
結果として前記間隔（ｄ、）等の条件が正確に設定され
ていないことを検出可能である。

なお、この様な現像剤検出手段としては、反射型のフォ
トセンサ（２４）以外に振動型の圧電式センサ、反射型
の超音波センサ、磁気センサ等を用いることも可能であ
る。

λ里二匁玉 以上の説明で明らかな様に、本発明は、現像スリーブの
外周面に略沿った形状を有する現像剤搬送案内部材を現
像剤供給部から現像領域近傍にわたって設け、磁気ロー
ラを現像領域から現像剤供給方向へと回転駆動すると共
に、現像スリーブを磁気ローラと同方向に回転駆動し、
現像剤を磁気ローラの回転に基ついて前記現像剤搬送案
内部材上を現像剤供給部から現像領域へと搬送すると共
に、現像後の現像剤を現像スリーブの回転に基づいて現
像スリーブと現像剤搬送案内部材との間を現像剤供給部
に搬送する様にしたため、現像電極として機能する現像
スリーブが静電潜像担体表面に対して近接しつつある位
置ないしは最近接位置において現像剤が静電潜像担体表
面に対する接触を終了することとなり、静電潜像担体表
面は現像剤との接触を終了した後、現像スリーブと静電
潜像担体間の電界の強い位置を通過し、この部分に浮遊
するトナーは強い電界にて画像部又は現像スリーブの外
周面に付着することとなり、トナーのカブリや現像装置
外へのトナーの漏れを防止することができ、キャリアを
使用する現像剤にあってもキャリアによるトナー画像の
掻き落としに起因するトナー画像のカスレ、細線再現性
不良、キャリアの静電潜像担体への付着を防止すること
ができ、良好な画質の複写画像を得ることが可能である
。

笹らに、本発明は、現像スリーブの回転にて搬送される
現像剤を現像スリーブの外周面から掻き落とすためのス
クレーバを設ける一方、導電性キャリア回収部材を現像
領域の静電潜像担体表面移動方向下流側に設け、キャリ
アの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する様にしたため
、現像時に静電潜像担体表面に付着したキャリアをキャ
リア回収部材に電気的に吸引付着せしめて確実に回収す
ることができる。しかも、このキャリア回収部材の先端
は絶縁性スペーサを介して現像スリーブの外周面にて位
置決めしたため、キャリア回収部材は薄いものであって
も、他に特別の位置決め基準部材を必要とすることなく
、静電潜像担体表面と微小な間隔を直線的に保持して放
置することができ、スペース効率も良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係る静電潜像現像装置の
一実施例を示し、第１図は装置全体の断面図、第２図は
要部の断面図、第３図、第４図は駆動機構の背面図と正
面図、第５図はキャリア回収部材、こぼれ防止部材を示
す斜視図、第６図は要部の断面図、第７図は現像剤の搬
送異常状態を示す断面図である。第８図は従来の現像装
置の部分的な断面図、第９図はその要部の断面図である
。 （１〉・・・感光体ドラム、（１０）・・・現像スリー
ブ、（１１）・・・磁気ローラ、（１２）・・・現像剤
搬送案内部材、（１３）・・・スクレーバ、（１６）・
・・キャリア回収部材、（１７）・・・スペーサ、（３
２）・・・バイアス電源、（Ｘ、）・・・最近接位置、
（Ｘ、）・・・現像剤接触終了位置、（ｄ、）・・・最
近接位置間隔、（Ａ）・・・現像剤供給部、（Ｂ）・・
・現像領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方向に回転駆動される静電潜像担体に対して現像
   電極を対向配置し、この現像電極上を搬送される絶縁性
   キャリアとトナーとの混合物からなる現像剤にて前記静
   電潜像担体表面に形成された静電潜像を現像する様にし
   た静電潜像現像装置において、 前記現像電極が磁気ローラを内蔵した現像スリーブであ
   り、この現像スリーブの外周面に略沿った形状を有する
   現像剤搬送案内部材を現像剤供給部から現像領域近傍に
   わたって設け、 前記磁気ローラを現像領域から現像剤供給部方向へと回
   転駆動すると共に、前記現像スリーブを磁気ローラと同
   方向に回転駆動し、現像剤を磁気ローラの回転に基づい
   て前記現像剤搬送案内部材上を現像剤供給部から現像領
   域へと搬送すると共に、現像後の現像剤を現像スリーブ
   の回転に基づいて現像スリーブと現像剤搬送案内部材と
   の間を現像剤供給部に搬送する様にし、 前記現像スリーブの回転にて搬送される現像剤を現像ス
   リーブの外周面上から掻き落とすためのスクレーバを設
   け、 少なくとも現像剤ケーシングへの取り付け部付近が可撓
   性を有する導電性キャリア回収部材を前記現像領域の静
   電潜像担体表面移動方向下流側に設けると共に、このキ
   ャリア回収部材を絶縁性スペーサを介して前記現像スリ
   ーブの外周面に当接せしめてその先端が静電潜像担体表
   面に近接対向する様に位置決めし、かつこのキャリア回
   収部材にキャリアの帯電極性と逆極性の電圧を印加する
   こと、 を特徴とする静電潜像現像装置。