JPS62267780A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、現像装置に関し、特に、二成分現像剤を用い
る現像装置において、キャリヤの回収を確実に行い得る
ように構成した装置に関する。

（従来の技術） 二成分現像剤を用いて静電潜像の現像を行い、トナー画
像を形成するように構成してなる複写機において、該二
成分現像剤をマグネットローラの内部に設けた磁石の磁
力によって、ＩＪｉ！像スリーブの表面に付着させ、そ
の現像剤を刷子状に形成し、静ｍ　’、Ｂ像を摺擦する
ことによって現像を行う二成分磁気刷子現像法を適用す
る際には、キャリヤの電気的性質によって画像特性が大
きく変化することが知られている。

また、導電性のキャリヤを使用すると、静電潜像と現像
電極間での現ａ電界が大きくなり、ベタ黒部の再現には
有利であるが、線画像の再現性に劣るという傾向がある
。また、絶縁性のキャリャを用いると、周辺効果により
線画像の再現には有利であるが、ベタ黒部の再現には、
現ＶｉＩ電界が小さいために不利である。

絶縁性キトリヤでのベタ黒部の再現性を上げるためには
、感光体と現像スリーブとの間隙を小さくし、ベタ黒部
の電界を高めることが必要である。

しかし、そのように構成した場合には、感光体に対する
現像剤のＰｌ！！擦力は大きくなり、感光体および感光
体に一旦現像されたトナー画像を、磁気刷子で強く擦る
ことになるために、それらに傷をつけ、画質を低下させ
る可能性がある。

これらの問題を解決するために、例えば、特開昭６０−
４８０６０号公報や、特開昭６０−９８４７３号公報等
に示されるように、二成分現像剤を用いて現像を行う装
置において、現像領域の端の部分で、感光体と現像スリ
ーブとの間の空間部にキャリヤ回収板を設け、該回収板
に対してバイアス電源からの電荷を付与し、キャリヤの
回収を行うようにした装置が示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように、一般の二成分現像装置において、二成
分磁気刷子現像法を用いた場合に、その磁気刷子の感光
体またはトナー画像に対する摺擦力を下げるには、キャ
リヤの透磁率を小さくし、柔かい磁気刷子を形成させて
、その磁気刷子を用いて現像を行えば良いが、その方法
を用いる場合には、キトリヤに対する現像スリーブから
の吸引力が小さくなり、キャリヤがトナーを失った後に
残る残留電荷によって、感光体側に付着してしまうとい
う現象が発生することがある。

この現象は、特に、複写機の高速化に伴う現像の高速度
化を考える場合に、トナー画像の画質との関係で、大き
な問題となっている。

また、キャリヤ回収板を設けた場合には、その回収板に
対してバイアス電源から電圧を加えて、トナー画像側に
移転されたキャリヤの回収を行っても、一旦回収板に移
転されたキャリヤが、その板の表面を移動している間に
、再びトナー画像側に移転されることがあり、その回収
の動作が完全に行なわれるためには、多くの解決を要す
る問題点が存在するものである。

（発明の目的） 本発明は、上記したような従来より用いられている現像
装置の欠点を解消するもので、キャリヤの感光体への付
着を防止出来るように構成してなる現Ｉ！ｌＡ装置を提
供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明の現
＠装置においては、トナーと磁性キャリヤからなる二成
分現像剤を使用し、その現像剤を内部に固定された複数
の磁極により、その周囲に回転自在に設けた現像スリー
ブの周囲に吸着し、現像領域で静゛電潜像に磁気刷子を
店家するようにして現像を行う装置に関する。

そして、本発明のマグネットローラにおいては、その現
像スリーブの内部に固定される磁轡を少なくとも現像主
極と第２のｌａ極とで構成し、現像領域出口方向に設け
られる第２の磁極の磁界の範囲内に電極部材を設けると
ともに、該電極部材に移転されたキ１ｚリヤが現像スリ
ーブに戻されるための空隙部を、電極部材の端部に形成
している。

また、本発明の現像装置においては、゛電Ｉ転部材に対
してキャリヤの極性と反対極性の電圧を印加するような
バイアス電源を設け、そのキャリヤの回収を良好な状態
で行い１！？るように構成している。

したがって、本発明の現像装置ａにおいては、静電潜像
を磁気刷子で摺擦する際に、静電潜像に移転されたキャ
リヤを確実に電極部材に戻すとともに、その電極部材の
表面に沿って移動した後で、第２のｖＡ極の磁力によっ
て空隙部から現象スリーブにキャリヤを移動さけ、現像
装置内に回収出来るようにすることが可能になるのであ
る。

（実施例） 図示された実論例に従って、本発明の現録装置の構成を
説明する。

第１図に示されるように感光体１に対して、その現像領
域２に対応させてマグネットローラのノ、５山部分を設
け、その現像領域の部分で両ローラの間隙を一定の埴に
設定している。

本発明のマグネットローラは、図示を省略した現像装置
の所定の部分に設けられているもので、軸に固定された
磁石保持部材に対して、固定位置に設けられる現像主極
６と第２の磁極７とが配置されている。

また、上記した磁石の周囲には、現像スリーブ５が回転
可能に設けられており、現像装置内に収容された二成分
現像剤を、現像スリーブ５の周囲に吸着させ、搬送を行
わせるとともに、現像スリーブ５には、現像バイアス電
源８から電荷を供給しトナーの移転が行われる。

また、本発明の装置においては、現像主極６および第２
のｔａ磁極により発生される磁界中に、非磁性の電極部
材１０を設け、該電極部材１０に対して、ｉｉ＆バイア
ス部材１６からキャリヤが持つ残留電荷とは逆極性の電
圧を印加し、静電潜像に移転されたキャリヤを１１極部
材１０に戻すようにする。

本発明の“電極部材１０は、第２図に示されるように一
定の幅１を有し、感光体１の移動方向から児て、その上
流側をＰｌ、下流側をＰ２とした場合に、下流側Ｐ２が
第２の磁極７の影響を受ける位置に設定される。

そして、本発明の電極部材１０においては、その電極部
材１０１７）ＰＩとＰ２間の感光体側の面（以下電極部
材の表面と呼ぶ）の、どの位置にキャリヤが存在してい
たとしても、キャリヤ４が第２の磁極７の磁力によって
受ける力Ｆｍは、その力を電極部材の表面に対して平行
な分力ＦｍＨと、垂直な分力ＦＩＩＩＶの関係において
、ＦｍＨが必ずＰ２側に向くように設置し、電極部材１
０の９さ部から現株スリーブ５に向けて回収されるよう
になっている。

本発明の具体的な例を、第３図および第４図にもとづい
て説明する。

第３図に示されるように、感光体１の現象領域２に対向
ざ「て現像スリーブ５の露出部分を形成し、その現＠領
域部分で、現像バイアス電源８により電荷を供給してト
ナーを飛翔させ、感光体表面の静電潜像に対する現象を
行い、トナー画像を形成させるような現像装置において
、現像器底板１７の感光体側端部に電極部材１０を突出
させて設け、その電極部材１０に対して電極バイアス電
源１６から所定の電荷を供給できるようにする。

本発明の電極部材１０は、第４図に示されるように、略
くさび状に形成され、全体をＪｌ…性のステンレススヂ
ールで形成している。そして、その先端部に電極別能部
１１を形成し、その幅は約４履に設定され、その電４＠
殿能部１１の下部にスルーホール１２を設けている。ス
ルーホール１２の下の部分は、電極部材１０を支持する
ための部材として作用するものとして構成されている。

この実施例において用いられる現像剤３は、そのキャリ
ヤとして透磁率が約４　Ｑ　ｅｍｕ／ｇ　、粒径は約１
３０！ｉｍで、樹脂コーティングが施されており、絶縁
性のものである。

また、この装置において、感光体１の表面０貢としてセ
レン（Ｓ（！　）系の部材を用いると、トナーは（−）
に、キャリヤは（÷）に帯１ｔされたものを用いる。ま
た、感光体１を２５６．＠　／　ｓｅｃの周速で回転さ
せ、現像スリーブ５をその約２３倍の速麿で回転させる
とともに、この場合の感光体１と現像スリーブ５との間
隙を０．８〜１．７＃の範囲に設定した。

上記したように構成した現像装置において、電極部材１
０の表面は、現像領域用口近（力においてほぼ平行に設
けられている。そして、現象領域２に侵入した現像剤は
、感光体１の静電潜像にトナーを奪われて、キトす＼７
は（＋）の残留電荷を持つようになる。

この状態を詳細に説明しているのが、第５図に示される
モデル図である。

この第５図においては、現像スリーブ５と感光体１との
間での現像剤のトナーとキャリヤ５との動きを示してい
るもので、これらの部材は図の左側から右側に移動され
る間に、静電溝＆に対する１−ブーの飛翔の作用が行わ
れるしのとして説明される。

電極部材１０の表面に付着して現像領域に侵入した現像
剤は、現＆領ＭＡにおいて、キャリヤの近傍にいわゆる
周辺電界Ｅｆが働いていると、キャリヤ残留電荷４ａが
（◆）に発生し、それによって、キャリヤ４を感光体１
の（−）に向かわせる方向の力として動く。したがって
、このカが現像スリーブ５内に設けられた現像主極６の
吸引力を上回ったときに、キャリヤ付着領域Ｂにおいて
、感光体１へのキャリヤの付着が発生する。

感光体に付着したギヤリヤは、感光体の移動とともに、
（−）側に印加された電極部材１ｏに影響されるような
状態に設定されたキャリヤ回収領域Ｃに移動する。キャ
リヤ回収領’Ｉｔｉ　Ｃにおける電界は、キャリヤ４を
電極部材１ｏに向けて移動させるような方向に作用する
ので、それによって、キャリヤ４は電極部材１０に移動
され、感光体１上にはキャリヤがｔよとＩνど残らない
ようになる。

一方、キャリヤ回収領域Ｃにおいて電極部材１０に吸着
されたキャリヤ４は、Ｉ＆部材の表面にある程度たまっ
た後で、次々に吸着されてくるキャリヤによって下流方
向に押し出されて行き、電極部材１０の下流側端部のス
ルーホール部分で、第２の１Ｊｉｌｆ！７の吸引力によ
って現像スリーブ５に戻される。

第３図に示される装置において、上記したような構成を
採用することにより、電極部材１０の表面にキャリヤ４
がたまっても、キャリヤに対する吸着の効果に変化は見
られず、トナー画像上に残留するキャリヤを完全になく
すことが出来た。また、上記したような状態で、約１万
枚のコピーを行ったが、キャリヤは感光体から完全に回
収され、画像の画質にも影響が発生しなかった。

上記した実施例の場合には、電極部材１０としては非磁
性部材を用いたものであったが、それとは別に、電極部
材１０として磁性体を用いた場合には、第６図に示され
るように、坦像↑極６と第２のｌａ磁極とによって誘起
された磁極が発生する。

この状態で、現像スリーブ５を回転させると、電極部材
１０の上流点Ｐ１と現像主極６との間で磁力線がつなが
り、現像剤がブリッジを形成することがあり、さらには
、磁力線が電極部材表面に乗り上げ、現像領域における
現像剤の挙動が大きく影響を受ける状態になる。したが
って、電極部材がキャリヤを吸着する効果がなくなるだ
けでなく、コピーの画質に大きく変化を与えてしまうと
いう欠点が発生することがある。

そこで、上記したような状態は、非磁性の電極部材を用
い、さらに感光体１と電極部材１ｏとの距離、および、
必要最低限の印加電圧を、第７図に示されるように設定
することにより、解決されることが判明した。

また、この場合には、感光体１と電極部材１゜との間隔
を小さく設定すると、重陽部材１０に対する電圧の印加
は不必要となり、電極部材にアースを接続づるのみで十
分に効果を発揮させることが出来る。

第８図は、本発明の別の実施例を示すもので、キャリヤ
として導電性キャリヤを用いている。この導電性キャリ
ヤを用いた場合の感光体へのキャリヤのイ」着の状態は
、第１２図に示されるようになる。

このモデル図においては、第５図に示される絶縁性キｔ
？リヤを用いた場合とは異なり、現像領域Ａにおいて、
静電潜像の吸着力によってトナーが飛翔されるが、感光
体１上の静電潜像に近づいたキャリヤ４は、現像スリー
ブ５側から電荷の注入を受け、そのキ１１すｔ４が静電
潜像と対向する極性の電荷を保持する。

したがって、キャリヤ回収領域Ｂにおいて、静電潜像と
キャリヤ間で引力が生じ、それによって感光体１へのキ
ャリヤ４の付着が発生する。つまり、この場合には、静
電潜像が（＋）であれば、キャリヤは（−）の電荷を保
持づることになり、キャリヤ保持電荷４ａがキャリヤ付
着領域Ｂで感光体１に移転されることになる。

この現象は、絶縁性キャリヤを用いた場合とは逆の状態
となるので、この場合のキャリヤの回収のためには、電
極部材１ｏに印加される電圧も（＋）の極性とづ゛るこ
とにより、ぞの殿能を発揮さぜることが出来る。

ただし、この実施例においては、キ１１リヤが電極部材
１０上に吸着され、ある程度たまってくると、キャリヤ
が導電性を有するものであるために、電極部材１０と感
光体１との間でリークが発生する。このリークを防止す
るためには、第９図に示されるように、電極部材１０の
電極機能部１１を形成する３９電層１４の表面に絶縁層
１５を設け、その絶縁を行うことが必要である。

また、第１０図に示される実施例は、本発明の他の実施
例を示すもので、？Ｐｉ極部材１０として、永久磁石１
３の表面に導電層１４を設けたものを使用している。前
記第６図の場合で示したように、永久磁石電極部材は、
電圧印加がなくとも、キャリヤを強く吸着することが「
４能である。

この例において、電極部材に強く吸引されたキャリヤは
、感光体と電極部材間で発生されるキャリヤを回収する
ための電界を強める効果を持つために、永久磁石がない
場合に比較して、感光体と電極部材との間隔を広く設定
させることが出来るものとなる。

この永久磁石電極部材を用いた場合の、感光体と電極部
材との距離と、効果を発揮出来る最低印加電圧との関係
は、第１１図に示される。この図において、実線で示さ
れる曲線は、永久磁石電極部材を用いた場合を、鎖線で
示される曲線は、甲に電極部材を用いた場合の例を示し
ている。

さらに、この永久磁石電極部材を用いる場合には、その
永久磁石の極性を第１０図に示すようなＮ−８の関係に
設定することが必要である。これと逆に設定した場合に
は、第６図の電極部材として磁性体を用いた場合と同様
に、磁力線Ｇを形成してしまい、充分な効果を発揮させ
ることが出来なくなる。

本発明の現也装置は、上記したように、従来より用いら
れている内部に磁界形成手段を固定し、その周囲に現像
スリーブを回転可能に設けたマグネットローラと、トナ
ーとキャリＶとからなる現像剤を用い、現像スリーブ表
面に形成された磁気刷子によって、感光体に形成された
静゛電潜鍮を店家し、現像を行うものであるが、その磁
界形成手段の磁界の範囲内に電極部材を設け、その電極
部材を比較的短いものとして形成するとともに、電極部
材に対してバイアス電源から電圧を印加することによっ
て、そのキャリヤの回収を有効に行い得るようにしてい
るものである。

（発明の効果） 本発明の現像装置は、上記したような構成を有するもの
であるから、−量感光体にキャリヤが移転されても、そ
の俊で電極部材に移動され、電極部材の端部に設けたス
ルーホールから現像スリーブに向けて回収されるので、
トナー画像のキャリヤが残留することが確実に防止され
る。

また、本発明の装置においては、現惟剤の性質に対応さ
せて、最も有効に作用する特性を有する電極部材を用い
ることが出来るものとなり、それによってキ１７リヤの
回収の効果を向上させることが可能になる。

さらに、本発明の装置においては、磁気９子によって感
光体を店隙する度合を弱く設定しても、トナー画像の形
成に影費を与えることはなく、鮮明なコピーを１！７る
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な構成を示す説明図、第２図は
電極部材の取付は位置の説明図、第３図は本発明の第１
の実施例の説明図、第４図はそれに用いられる電極部材
の斜６２図、第５図は第３図の場合のキャリヤの挙動を
示すモデル図、第６図は電極部材に磁性体を用いた場合
のｖｉｉｈ線の状態を示す説明図、第７図は第６図に示
される例の場合の感光体と電極部材どの間隔と印加電圧
の関係を示すグラフ、第８図は本発明の別の実施例の構
成を示す説明図、第９図はその例において用いられる電
極部材の構成を示す斜視図、第１０図は本発明の他の実
施例に用いられる電極部材の斜視図、第１１図は第１０
図の例における感光体と電極部材との間隔と印加電圧と
の関係を示すグラフであり、第１２図は第８図に示され
る装置におけるキＩＩリヤの卒りｊを示すモデル図であ
る。 図中の符号 １・・・・・・感光体、２・・・・・・現録領域、３・
・・・・・現像剤、４・・・・・・キャリヤ、５・・・
・・・現像スリーブ、６・・・・・・現像主極、７・・
・・・・第２のＩ４１ｍ、８・・・・・・現像バイアス
電源、１０・・・・・・電極部材、１１・・・・・・電
極殿能部、１２・・・・・・スルーホール、１３・・・
・・・永久磁石、１４・・・・・・導電層、１５・・・
・・・絶縁層、１６・・・・・・電極バイアス電源、１
７・・・・・・現像器底板。 笠２図 ｍ−〇

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーと磁性キャリヤからなる現像剤を使用し、
   内部に固定された複数の磁極を有し、その周囲に回転自
   在に現像スリーブを設けてなる現像装置において、少な
   くとも前記磁極を現像主極と現像領域出口方向に設けら
   れた第２の磁極とで構成し、該磁極により形成される磁
   界の範囲内に電極部材を設けるとともに、電極部材に移
   転されたキャリヤが現像スリーブに戻されるための空間
   部を、電極部材の端部に形成したことを特徴とする現像
   装置。
2. （２）前記電極部材に対して、キャリヤの極性と反対極
   性の電圧を印加することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の現像装置。