JPS6295565A - 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〕 本発明は電子写真装置や静電記録装置において磁性現像
剤を用いて静電潜像を顕像化するために用いられる現像
装置に関する。

〔従来の技術〕

この種画像形成装置にあっては、光導電体層や誘電体層
などの像担体上に形成された静電気的な潜像を磁性現像
剤を用いて磁気ブラシ法にょシ現像し、得られた現像画
像を普通紙等の転写した後定着することにより最終画像
を得ている。ここで磁性現像剤としては、樹脂と磁性粉
を含む一成分系の磁性トナー、鉄粉やフェライト粉末な
どの磁性キャリアとトナー（磁性粉を含むこともある）
との混合粉体である二成分系現像剤、磁性トナーからな
るキャリアと非磁性トナーとを混合した現像剤などが使
用されている。

磁性現像剤を現像領域に搬送させるために、通常の現像
装置では、例えば米国特許第３，４５５．２７６号明細
書及び同第４，２６６．３２８号明細書に記載されてい
るようなマグネットロールが設けられている。通常のマ
グネットロールは、アルミニウム合金、真鍮、ステンレ
ス鋼などの非磁性体からなる円筒形スリーブ（以下単に
スリーブという）の内部に、円筒状もしくはブロック状
の永久磁石を軸に固定した磁界発生部材を配置し、この
軸をスリーブの両端にそれぞれ装着されたフランジに軸
受を介して支持し、スリーブと磁界発生部材とが相対的
に回転できるように構成される。

上記の画像形成装置においては、エンドレスベルトもし
くはドラム上に形成された像担体が１回転して１回の複
写が行なわれるが、単一の現像装置にて転写後の像担体
に残留した現像剤をクリーニングする方式が提案され、
いくつかの複写機あるいはプリンターに採用されている
。この方式は、像担体の最初の１回転の間に静電潜像の
形成とその現像を行々い、次の１回転の間に転写、除電
およびクリーニングを行なうものである。この２回転１
コピ一方式によれば、現像装置とは別にクリーニング装
置を設ける必要がないため、構造が簡単でかつ低コスト
の画像形成装置が得られるという利点がある。

しかして良好な現像を行なうためには磁気ブラシが像担
体とソフトに接触することが、一方クリーニング効果を
高めるためには磁気ブラシが像担体を強く摺擦すること
が必要であるが、両方の条件を単一の磁気ブラシで満た
すことは困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこでクリーニング時にブレードを併用する（例えば米
国特許第３，９１８，８０８号明細書参照）あるいはフ
ァーブラシを併用することが提案されているが、現像装
置の構造が複雑となる及び像担体表面が損傷し易くなる
という問題が生ずる。

また現像磁極の位置を変えることによシ現像時とクリー
ニング時とで磁気ブラシの穏立ちの状態を変えることも
提案されている。

しかるにこの場合は、スリーブを回転させるための駆動
源や伝動系のほかに、磁極位置の切換手段が必要であり
、機構が極めて複雑になるという問題点がある。

したがって本発明の目的は、比較的簡単な機構で現像に
適した磁気ブラシとクリーニングに適した磁気ブラシを
形成することのできる現像装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の現像装置は、像担体に対向して設けられた非磁
性円筒と非磁性円筒の内部に設けられた複数個の磁極を
有する磁界発生部材を有するマグネットロールと、磁性
現像剤を収容する現像剤容器をそなえた現像装置であっ
て、非磁性円筒に圧電素子とそれに交番電圧を印加する
部材を含む表面波発生部材を設けると共に、磁界発生手
段に磁極位置を切換える手段を設けたことを特徴とする
ものである。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る現像装置を示す断面図
である。

現像装置は、表面に静電潜像（図示せず）を保持する感
光体ドラム１に対向して設けられたマグネットロール２
と、磁性現像剤３を収容する現像剤容器４に取着された
規制部材５を有する。マグネットロール２は、スリーブ
６と、表面に複数個の磁極を有する永久磁石７を軸８に
固着した磁界発生部材９と、スリーブ６の表面に設けら
れた表面波発生部材１０を有している。磁界発生部材９
において、永久磁石７の表面に設けられた磁極のうち、
Ｎ１極が現像磁極であり、Ｎ１極がクリーニング磁極で
あり、他は搬送磁極であり、Ｎ１極はＮｌ極よりも強い
磁力’ｋＷするように着磁されている。また軸８にはそ
れを所定角度だけ回動させる手段（図示せず）が設けら
れており、現像時ＫＨＮｌ極が感光体ドラム１に対向し
、クリーニング時にはＳ、極が感光体ドラム１に対向す
るように構成される。

第２図は第１図の表面波発生部材をＢ方向から見た場合
の展開図である。

表面波発生部材１１ｉ現像有効幅に対応する幅を有しか
つスリーブ６の円周方向にも所定の長さを有する圧電素
子１１と、圧電素子１１の表面に形成された電極群１２
を有する。圧電素子１１は電圧を印加した時に弾性表面
波を発生する材料で形成されるが、例えばジルコン・チ
タン酸鉛（ＰＺＴ　）系セラミックスのほかにも、厚み
方向振動の電気機械結合係数よシも幅方向撮動の電気機
械結合係数が小さい（歪み量の大きい）チタン酸鉛（Ｐ
ｂＴｔＯ３）系セラミックスなども用い得る。

この圧電素子１１は、表面波の波長をλで表わすと、半
波長（１／２λ）おきに逆極性に分極された第１の部分
１１＆と、それから１／４波長（１／４λ）おいて同じ
数だけ半波長（１／２λ）おきに逆極性に分極された第
２の部分１１ｂとを有する。

電極群１２はλだけのピッチでスリーブ６の長手方向に
伸びる部分を有する４個の電極１２ａ。

１２ｂ、１２ｃ、１２ｄからなっている。電極１２ａと
１２ｂは、第１の部分１１＆において、長手方向に伸び
る部分が１／２λおきに円周方向に並ぶように配列され
、また電極１２ｅと１２ｄは第２の部分１１ｂにおいて
同様に配列されている。

これらの電極は交流電圧源１３と９００位相器１４とに
接続されており、電極１２ｍ、１２ｂと電極１２ｃ、１
２ｄとにはそれぞれ、９００位相のずれた交流電圧が印
加される。

次に上記構成による現像装置の作動状態を説明する。

スイッチ１５をＯＮすると、圧電素子の第１の部分１１
ａにｖｏｔｈωｔの交流電圧が印加され、第２の部分１
１ｂにはｖｏｃａｓωｔの交流電圧が印加される。その
ため、第１の部分１１ｍでは分極一つおきに順方向の電
界が加わり、残りの分極一つおきに逆方向の電界が加わ
り、また第２の部分１１ｂでも同様である。圧電素子は
分極方向と順方向に電界が加わるとその方向に伸び、逆
方向の電界が加わると縮むので、第１の部分で一つおき
に分極位置で伸びると他の一つおきの分極位置で縮み、
さらに第２の部分でも同様の伸縮が生ずる。

このように圧電素子１１によりスリーブ６の表面にバイ
モルフ型の屈曲振動が与えられると、弾性体であるスリ
ーブ６の表面には図示矢印２で示す一方向上進行する表
面波が発生する。（なお一方向表面波が発生する原理は
、例えば「応用物理」第５４巻、第６号の第６５頁と第
６６頁参照）したがってスリーブ６上に磁気的に吸着さ
れた磁性現像剤３は、スリーブ６と磁界発生部材９が共
に静止していても、表面波により２方向に搬送される。

ここで表面波の頂点速度Ｖは、振動数ｆと縦方向振幅Ｕ
の函数（ｖ＝２πｆｕ）で与えられ、またｆは印加電圧
の周波数に比例し、Ｕは印加電圧の大きさに比例する。

したがって現像剤の搬送速度は印加電圧の周波数と大き
さを変えるととＫよって調整できる。

このようにして磁性現像剤３がスリーブ６上を搬送され
、規制部材５によって所定厚さに規制されてから第３図
（、）で示すような現像位置に至ると、Ｎ１極上で形成
された磁気ブラシにより感光体の表面が摺擦されて現像
が行なわれる。次に感光体ドラム１が回転して再びマグ
ネットロールと対向した時は、軸８を回動して第３図（
ｂ）に示すように８１極を感光体ドラム１に対向せしめ
る。この状態ではＳ１極上で形成された磁気ブラシによ
り感光体ドラム１の表面が摺擦されてクリーニングが行
なわれる。また感光体の疲労をできるだけ少なくするた
めには磁気ブラシが感光体の表面を摺擦する力が弱いこ
とが望ましいので、現像時とクリーニング時以外は第３
図（ｃ）に示すように磁極の中間が感光体ドラム１と対
向するようにしておくことが好ましい。

本実施例では、Ｓ！極の磁力はＮ１極の磁力よりも大き
いので、クリーニング時には現像時よりも大きな磁気ブ
ラシが形成される。したがって磁気ブラシで感光体の表
面を強く摺擦するため、高いクリーニング効果が得られ
る。

Ｓｌ極とＮ、極の強さは、感光体の種類、現像剤の種類
および現像ギャップ等の複写条件に応じて適宜定めれば
よい。例えばり、Ｃ４ｋＶ／Ｃｒｎの電場における比抵
抗が１０１４〜１０　Ω・σ、平均粒径１０〜１５μｍ
の磁性トナーを外径３２１１１１のスリーブ上に保持し
て、周速１５０１ｏ１／　ｓｅｅで回転するＳ＠ドラム
上に形成された静電潜像（潜像電位＋７５０Ｖ）を現像
しく現像ギ’ｒ７プ０．３〜０．５　ｗｉｇ　）ついで
トナー像を普通紙に転写してからクリーニングを行なう
場合では、スリーブ上の表面磁束密度は、Ｎ１極が５０
０〜６５０Ｇ、Ｓｌ極がＳＯＯ〜９００Ｇの範囲にある
ようにすればよい。

第４図は本発明の他の実施例に係るマグネットロールの
断面図であシ、第１図と同一部分は同一の参照符号で示
す。

第４図ではスリーブ６の内表面に表面波発生部材１０を
設けており、このような構造によっても第１図の場合と
同様にスリーブ６上に磁気的に吸着された磁性現像剤を
スリーブ６の周方向に搬送することができる。特にこの
構造では表面波発生部材１０がスリーブ６の外表面から
出ていないので、磁性現像剤の搬送をよシ円滑に行なう
ことができる。

〔発明の効果〕

以上に記述の如く、本発明によれば、スリーブや磁界発
生手段を回転させるだめの駆動源や伝達系が無くても現
像剤を搬送することができ、現像装置の小型・簡素化を
達成できる。また現像時とクリーニング時で磁極位置を
切換えるため、同一の磁気ブラシで良好な現像とクリー
ニングを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る現像装置の断面図、第
２図は第１図の表面波発生部材を入方向から見た展開図
、第３図（、）　、　（ｂ）　、　（ｃ）はそれぞれ現
像時、クリー二／グ時及び非現像時の磁極位置を示す図
、第４図は本発明の他の実施例に係る。グネットロール
の断面図である。 １：感光体ドラム、２：マグネットロール、３：磁性現
像剤、６：スリーブ、７：永久磁石、８：軸、９：磁界
発生部材、１０：表面波発生部材、１１：圧電素子、１
２：電極群。 ”□ 代理人　弁理士　高　石　橘　馬　・。 ・・ニー 第１　図 第３図 ２！　　　（ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担体に対向して設けられた非磁性円筒と前記非
   磁性円筒の内部に設けられた複数個の磁極を有する磁界
   発生部材を有するマグネットロールと、磁性現像剤を収
   容する現像剤容器をそなえた現像装置において、前記非
   磁性円筒に圧電素子とそれに交番電圧を印加する部材を
   含む表面波発生部材を設けると共に、前記磁界発生手段
   に磁極位置を切換える手段を設けたことを特徴とする現
   像装置。