KR101991558B1 - 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

자기 시일 부재를 사용하는 경우에 현상제의 도입부에 있어서의 현상제의 체류, 현상제의 현상제 담지체와의 마찰에 의한 열화와 같은 문제를 억제할 수 있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공한다. 현상 장치(104)는, 현상제 담지체(2)의 축선 방향에 관하여, 현상제 담지체(2)의 외주면이, 현상 영역 X를 포함하는 제1 영역(2a)과, 제1 영역(2a)보다 외측에서 제1 영역(2a)에 인접하여 제1 영역(2a)보다 현상제의 반송 능력이 낮거나, 또는 실질적으로 반송 능력을 갖지 않는 제2 영역을 갖고, 현상제 담지체(2)의 축선 방향의 양 단부에 있어서의 현상제 담지체(2)의 외주면 제1 영역(2a)과 제2 영역(2b)의 경계(2d)는, 현상제 담지체(2)의 축선 방향에 있어서 자기 시일 부재(4)와 자성 부재(5) 사이에 위치하는 구성으로 한다.

Description

현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치{DEVELOPING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING DEVICE}

본 발명은, 전자 사진 방식이나 정전 기록 방식의 화상 형성 장치에 있어서 사용되는 현상 장치, 프로세스 카트리지, 및 그 화상 형성 장치에 관한 것이다.

종래, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치 등에서 사용되는 현상 장치에서는, 현상제를 담지하여 반송하는 현상제 담지체로서 회전 가능한 현상 슬리브가 사용되는 일이 많다. 그리고, 이 현상 슬리브의 축선 방향의 양 단부에, 현상 용기로부터 현상제가 유출되는 것을 억제하기 위한 시일 부재가 설치된다.

이 시일 부재에는, 펠트나 발포 고무 등의 탄성체가 이용되는 일이 많다. 한편, 자성을 갖는 현상제를 사용하는 경우에는, 현상 슬리브의 외주면에 대하여 일정한 간극을 이격시켜 자성체의 시일 부재인 자기 시일 부재를 배치하고, 이것에 의하여 현상 용기로부터의 현상제의 유출을 억제하는 방법이 있다. 또한, 자성을 갖는 현상제는, 1성분 현상제(토너)인 경우도 있고, 비자성 토너와 자성 캐리어를 포함하는 2성분 현상제인 경우도 있다.

자기 시일 부재는, 자석을 사용하여 구성되어 있다. 그리고, 자기 시일 부재는, 현상 슬리브의 축선 방향의 양 단부에 있어서, 현상 슬리브의 외주면에 대하여 일정한 간극을 이격시켜 현상 슬리브의 둘레 방향의 소정 범위와 대향하도록 연장되고, 이 상태에서 현상 슬리브와 함께 현상 용기에 설치된다. 자기 시일 부재는, 각각의 자력선을 따라 형성되는 현상제의 클러스터에 의한 자기 브러시에 의하여 현상 슬리브의 외주면과 자기 시일 부재의 표면과의 간극을 메워, 현상 용기로부터 현상제가 유출되는 것을 억제한다.

자기 시일 부재는, 현상 슬리브에 대하여 비접촉이므로, 현상 슬리브의 회전 토크는 현저히 작아지며, 따라서 구동 모터를 소형이고 저가격의 것으로 하는 것이 가능해진다. 또한, 현상 슬리브의 회전 토크의 변동도 작아져, 현상 슬리브나 감광 드럼의 회전 불균일이 발생하기 어려워지므로, 이들 회전 불균일에 기인하는 화질의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 자기 시일 부재는, 마모 등에 의하여 열화되는 일이 없으므로, 장기간에 걸쳐 사용할 수 있어, 현상 장치의 장수명화에 이바지함과 함께, 리사이클에도 대응 가능하다.

여기서, 일본 특허 공개 평 10-39630호 공보는, 자기 시일 부재를 자석과 자성 부재로 구성하고, 자기 시일 부재와 현상 슬리브의 간극을 시일하는 자력선이 현상 슬리브의 축선 방향으로 확산하는 것을 억제하여, 자기 시일 부재의 시일성을 향상시키는 것을 개시하고 있다.

일본 특허 공개 평 10-39630호 공보

그러나, 예를 들어 상기 일본 특허 공개 평10-39630호 공보에 기재된 바와 같이 하여 자기 시일 부재의 시일성을 높였을 경우, 다음과 같은 현상이 일어나는 경우가 있음을 알 수 있었다. 즉, 자기 시일 부재의 시일성에 대하여 현상 슬리브의 현상제의 반송 능력이 낮은 경우에는, 현상 슬리브에 의하여 반송되어 현상부(현상 위치)를 통과한 현상제를 다시 현상 용기의 내부에 도입하는 도입부에 있어서, 현상제가 체류해 버리는 일이 있다. 그 결과, 현상제를 현상 용기의 내부로 제대로 반송할 수 없게 되어, 현상 용기의 외측으로 현상제가 유출되는 버리는 현상(여기서는, 이 현상을 「현상제 드롭핑」이라 함)이 발생하는 경우가 있다.

한편, 상술한 바와 같이 도입부에 있어서의 현상제의 체류를 억제하기 위하여, 현상 슬리브의 현상제의 반송 능력을 높게 했을 경우에는, 자기 시일 부재의 자기력에 의하여 구속된 현상제가, 현상 슬리브와의 마찰에 의하여 열화되는 경우가 있다. 그 결과, 예를 들어 2성분 현상제의 경우, 토너 성분이 유리되어, 저류된 토너가 현상 용기의 외측으로 유출되는 현상(여기서는, 이 현상을 「토너 드롭핑」이라 함)이 발생하는 경우가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 자기 시일 부재를 사용하는 경우에 현상제의 도입부에 있어서의 현상제의 체류, 현상제의 현상제 담지체와의 마찰에 의한 열화 등의 문제를 억제할 수 있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따른 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치에서 달성된다. 요약하면, 본 발명은, 현상제를 수용하는 현상 용기와, 현상제를 담지하여 상(像) 담지체로 반송하는 반송하는 회전 가능한 현상제 담지체와, 상기 현상제 담지체의 내부에 배치되어 자계를 발생시키는 자계 발생 수단과, 상기 현상제 담지체의 축선 방향의 양 단부에 있어서 상기 현상제 담지체의 외주면에 대하여 간극을 갖고 각각 배치된 자기 시일 부재와, 상기 현상제 담지체의 축선 방향의 양 단부에 있어서 상기 자기 시일 부재보다 상기 현상제 담지체의 축선 방향의 내측에서 상기 현상제 담지체의 외주면에 대하여 간극을 가짐과 함께 상기 자기 시일 부재에 대하여 간극을 갖고 각각 배치된 자성 부재를 갖고, 상기 현상제 담지체의 축선 방향에 관하여, 상기 현상제 담지체의 외주면은, 상기 상 담지체 상의 화상 형성 영역에 대응하는 현상 영역을 포함하는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 외측에서 상기 제1 영역에 인접하여 상기 제1 영역보다 현상제의 반송 능력이 낮거나, 또는 실질적으로 반송 능력을 갖지 않는 제2 영역을 갖고, 상기 현상제 담지체의 축선 방향의 양 단부에 있어서의 상기 현상제 담지체의 외주면의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계는, 상기 현상제 담지체의 축선 방향에 있어서 상기 자기 시일 부재와 상기 자성 부재 사이에 위치하는 현상 장치이다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 전자 사진 감광체와, 상기 전자 사진 감광체에 형성된 정전상을 현상하는 상기 본 발명의 현상 장치를 갖고, 화상 형성 장치의 장치 본체에 대하여 착탈 가능한 프로세스 카트리지가 제공된다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 상 담지체와, 상기 상 담지체에 형성된 정전상을 현상하는 상기 본 발명의 현상 장치를 갖는 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 자기 시일 부재를 사용하는 경우에 현상제의 도입부에 있어서의 현상제의 체류, 현상제의 현상제 담지체와의 마찰에 의한 열화와 같은 문제를 억제할 수 있다.

도 1은 화상 형성 장치의 모식적인 단면도이다.
도 2는 현상 장치의 짧은 방향의 단면도이다.
도 3은 현상 장치의 긴 방향의 단면도이다.
도 4는 현상 슬리브의 단부 시일 구성의 모식도이다.
도 5는 마그네틱 시일, 자성판의 모식도이다.
도 6은 현상 슬리브의 둘레 방향에 있어서의 마그네트 롤러의 자속 밀도 분포 및 자성판과 마그네틱 시일의 둘레 방향의 배치를 설명하는 그래프도다.
도 7은 일 실시예에 있어서의 자성판, 마그네틱 시일, 마그네트 롤러 사이의 자력선을 도시한 모식도이다.
도 8은 비교예에 있어서의 자성판, 마그네틱 시일, 마그네트 롤러 사이의 자력선을 도시한 모식도이다.

이하, 본 발명에 따른 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 도면에 준거하여 더욱 상세히 설명한다.

실시예 1

1. 화상 형성 장치의 전체적인 구성 및 동작

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치의 전체적인 구성 및 동작에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)의 모식적인 단면도이다. 본 실시예의 화상 형성 장치(100)는, 전자 사진 방식을 이용하여 풀컬러 화상을 형성하는 것이 가능한 중간 전사 방식을 채용한 탠덤형 레이저 빔 프린터이다.

화상 형성 장치(100)는, 복수의 화상 형성부(스테이션)로서 제1, 제2, 제3, 제4 화상 형성부 UY, UM, UC, UK를 갖는다. 각 화상 형성부 UY, UM, UC, UK는, 각각 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)의 화상을 형성한다. 본 실시예에서는, 각 화상 형성부 UY, UM, UC, UK의 구성 및 동작은, 사용하는 토너의 색이 상이한 것을 제외하면 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하, 특별히 구별을 요하지 않는 경우에는, 어느 한 색용으로 형성(설정)된 요소인 것을 나타내는 부호의 말미 Y, M, C, K는 생략하여, 당해 요소에 대하여 총괄적으로 설명한다.

화상 형성부 U는, 상 담지체로서의 드럼형(원통형)의 전자 사진 감광체(감광체)인 감광 드럼(101)을 갖는다. 감광 드럼(101)은, 도면 중 화살표 R1 방향으로 회전 구동된다. 회전하는 감광 드럼(101)의 표면은, 대전 수단으로서의 대전 장치(102)에 의하여 균일하게 대전된다. 본 실시예에서는, 대전 장치(102)는, 비접촉식 대전인 코로나 대전 방식의 것이다. 대전된 감광 드럼(101)의 표면은, 노광 수단으로서의 노광 장치(레이저 스캐너 장치)(103)에 의하여 노광된다. 노광 장치(103)는, 레이저 드라이버(도시하지 않음)에 의하여 각 화상 형성부 U에 대응하는 성분의 화상 정보에 따라 구동된다. 이것에 의하여, 감광 드럼(101) 상에 각 화상 형성부 U에 대응하는 성분의 정전 잠상(정전상)이 형성된다. 감광 드럼(101) 상에 형성된 정전 잠상은, 현상 수단으로서의 현상 장치(104)에 의하여 토너상으로서 현상(가시화)된다. 본 실시예에서는, 현상 장치(104)는, 균일하게 대전 처리된 후에 노광됨으로써 전위의 절댓값이 저하된 노광부에, 감광 드럼(101)의 대전 극성과 동일한 극성으로 대전된 토너를 공급함으로써, 정전 잠상을 현상한다. 현상 장치(104)에 대해서는 후술하여 더욱 상세히 설명한다.

각 화상 형성부 U의 도면 중 하방에는, 중간 전사 장치(120)가 배치되어 있다. 중간 전사 장치(120)는, 중간 전사체로서의 무단부형 벨트로 구성된 중간 전사 벨트(121)를 갖는다. 중간 전사 벨트(121)는, 복수의 장가(張架) 롤러(지지 부재)로서의 텐션 롤러(122), 구동 롤러(123), 2차 전사 대향 롤러(124)에 장설(張設)되어 있다. 중간 전사 벨트(121)는, 구동 롤러(123)가 회전 구동됨으로써, 도면 중 화살표 R2 방향으로 주행(회전)한다. 중간 전사 벨트(121)의 내주면(이면)측에 있어서, 각 화상 형성부 U의 각 감광 드럼(101)과 대향하는 위치에, 1차 전사 수단으로서의 1차 전사 블레이드(105)가 배치되어 있다. 1차 전사 블레이드(105)는, 중간 전사 벨트(121)를 개재하여 감광 드럼(101)을 향하여 가압(압박)되어, 중간 전사 벨트(121)와 감광 드럼(101)이 접촉하는 1차 전사부(1차 전사 닙) T1을 형성한다. 또한, 중간 전사 벨트의 외주면(표면)측에 있어서, 2차 전사 대향 롤러(124)와 대향하는 위치에, 2차 전사 수단으로서의 2차 전사 롤러(125)가 배치되어 있다. 2차 전사 롤러(125)는, 중간 전사 벨트(121)를 개재하여 2차 전사 대향 롤러(124)를 향하여 가압(압박)되어, 중간 전사 벨트(121)와 2차 전사 롤러(125)가 접촉하는 2차 전사부(2차 전사 닙) T2를 형성한다. 또한, 중간 전사 벨트(121)의 외주면측에 있어서, 구동 롤러(123)와 대향하는 위치에, 중간 전사체 클리닝 수단으로서의 벨트 클리너(114)가 배치되어 있다.

예를 들어, 풀컬러 화상의 형성 시에는, 각 화상 형성부 U의 각 감광 드럼(101) 상에 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 각 색의 토너상이 각각 형성된다. 이 토너상은, 각 1차 전사부 T1에 있어서, 각 1차 전사 블레이드(105)의 작용에 의하여, 순차적으로 중간 전사 벨트(121) 상에 중첩되도록 하여 전사(1차 전사)된다. 이때, 1차 전사 블레이드(105)에는, 현상 시의 토너의 대전 극성(정규의 대전 극성: 본 실시예에서는 부극성)과는 역극성의 1차 전사 바이어스가 인가된다. 중간 전사 벨트(121) 상에 전사된 토너상은, 2차 전사부 T2에 있어서, 2차 전사 롤러(125)의 작용에 의하여, 기록지 등의 기록재(기록 매체, 전사재) P에 전사(2차 전사)된다. 이때, 2차 전사 롤러(125)에는, 현상 시의 토너의 대전 극성과는 역극성의 2차 전사 바이어스가 인가된다.

토너상이 전사된 기록재 P는, 정착 롤러(131, 132)를 구비한 정착 장치(130)로 반송되어, 이 정착 장치(130)에 의하여 가압 및 가열되고, 그 위에 토너상이 정착된다. 그 후, 기록재 P는, 화상 형성 장치(100)의 장치 본체(150)의 외부로 배출(출력)된다.

또한, 1차 전사 후에 감광 드럼(101) 상에 잔류한 토너(1차 전사 잔류 토너)는, 감광체 클리닝 수단으로서의 드럼 클리너(109)에 의하여 감광 드럼(101) 상으로부터 제거되어 회수된다. 또한, 2차 전사 후에 중간 전사 벨트(121) 상에 잔류한 토너(2차 전사 잔류 토너)는, 벨트 클리너(114)에 의하여 중간 전사 벨트(121) 상으로부터 제거되어 회수된다.

본 실시예에서는, 각 화상 형성부 U에 있어서, 감광 드럼(101)과, 감광 드럼(101)에 작용하는 프로세스 수단으로서의 대전 장치(102), 현상 장치(104) 및 드럼 클리너(109)는, 일체적으로 카트리지화되어 프로세스 카트리지(110)를 구성하고 있다. 프로세스 카트리지(110)는, 화상 형성 장치(100)의 장치 본체(150)에 대하여 착탈 가능하게 되어 있다.

여기서, 프로세스 카트리지란, 일반적으로, 감광체와, 감광체에 작용하는 프로세스 수단으로서의 대전 수단, 현상 수단, 클리닝 수단 중 적어도 하나를 일체적으로 카트리지화하여, 전자 사진 화상 형성 장치의 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 한 것이다. 본 발명에 있어서는, 프로세스 카트리지는, 적어도 현상 수단으로서의 현상 장치를 갖는다. 또한, 전자 사진 화상 형성 장치란, 전자 사진 화상 형성 프로세스를 이용하여 기록 매체에 화상을 형성하는 것이다. 전자 사진 화상 형성 장치로서는, 예를 들어 전자 사진 복사기, 전자 사진 프린터(레이저 빔 프린터, LED 프린터 등), 팩시밀리 장치 및 워드 프로세서가 포함된다. 또한, 현상 장치는, 프로세스 카트리지의 일부를 구성한 상태에서, 또는 현상 장치가 단독으로, 화상 형성 장치의 장치 본체에 탑재된다. 현상 장치가, 단독으로 화상 형성 장치의 장치 본체에 대하여 착탈 가능한 카트리지(현상 카트리지)로 되어 있어도 된다. 또한, 화상 형성 장치의 장치 본체란, 프로세스 카트리지나 현상 카트리지를 제외한 화상 형성 장치 부분이다.

또한, 본 실시예에서는, 상 담지체로서 드럼 형상의 감광체를 사용했지만, 벨트형 감광체를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 대전 방식, 전사 방식, 클리닝 방식, 정착 방식에 대해서도, 상기 방식에 한정되는 것은 아니다.

2. 현상 장치

<현상 장치의 개요>

본 실시예에서는, 각 화상 형성부 U에 있어서의 현상 장치(104)의 구성 및 동작은, 사용하는 토너의 색이 상이한 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 이하 하나의 화상 형성부 U에 주목하여 설명한다. 또한, 여기서는, 현상 장치(104) 및 그 요소에 대하여, 후술하는 현상제 담지체의 축선 방향과 대략 평행인 방향을 긴 방향, 해당 긴 방향과 직교하는 방향을 짧은 방향이라 하는 일이 있다.

도 2는, 현상 장치(104)의 짧은 방향의 단면도이다. 도 3은, 도 2 중의 B-B선 단면도이다(해당 단면보다 지면(紙面) 전방측에 배치되는 일부 요소도 파선으로 표시되어 있음). 현상 장치(104)는, 상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 토너에 의하여 가시상화하는 장치다. 현상 장치(104)는, 현상제를 수용하는 현상 용기(1)를 갖는다. 또한, 현상 장치(104)는, 현상제를 담지하여 상 담지체로 반송하는 회전 가능한 현상제 담지체로서의 현상 슬리브(2)를 갖는다. 또한, 현상 장치(104)는, 현상 슬리브(2)의 내부에 배치되어 현상 슬리브(2)에 현상제를 담지하기 위한 자계를 발생시키는 자계 발생 수단으로서의 마그네트 롤러(3)를 갖는다. 또한, 현상 장치(104)는, 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 양 단부에 있어서 현상 슬리브(2)의 외주면에 대하여 간극을 갖고 각각 배치된 자기 시일 부재(마그네트 부재)로서의 마그네틱 시일(4)을 갖는다. 또한, 현상 장치(104)는, 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 양 단부에 있어서 자기 시일 부재(4)보다 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 내측에 각각 배치된 자성 부재로서의 자성판(5)을 갖는다. 각 자성판(5)은, 현상 슬리브(2)의 외주면에 대하여 간극을 가짐과 함께 마그네틱 시일(4)에 대하여 간극을 갖고 배치된다. 또한, 현상 장치(104)는, 현상 슬리브(2)가 반송하는 현상제를 규제하는 현상제 규제 부재로서의 규제 블레이드(6)를 갖는다. 또한, 현상 장치(104)는, 현상 용기(1)의 내부 현상제를 교반하면서 반송하여 현상 용기(1)의 내부에서 순환시키는 현상제의 반송 부재로서의 제1, 제2 반송 스크루(7a, 7b)를 갖는다.

본 실시예에서는, 현상제로서, 비자성 토너 t와 자성 캐리어 c를 포함하는 2성분 현상제 T를 사용하였다. 현상 슬리브(2)는, 그 중공부에 마그네트 롤러(5)를 내포하고 있다. 현상 슬리브(2)는, 도면 중 화살표 R3 방향(감광 드럼(101)과의 대향부에서 감광 드럼(101)과 현상 슬리브(2)의 이동 방향이 순방향으로 되는 방향)으로 회전 구동된다. 현상 슬리브(2)는, 마그네트 롤러(3)의 자력에 의하여 현상제(캐리어 c의 표면에 토너 t가 부착된 2성분 현상제) T를 담지하여, 회전함으로써, 그 회전 방향 R3으로 현상제를 반송하여, 감광 드럼(101) 상에 형성된 정전 잠상에 대하여 현상제를 공급한다. 또한, 제1, 제2 반송 스크루(7a, 7b)는, 회전축 상에 나선형 스크루 날개를 갖고 구성되어 있다. 제1, 제2 반송 스크루(7a, 7b)는, 그 회전축이 회전 구동됨으로써, 그 축선 방향으로 현상제를 반송한다.

<현상 장치의 짧은 방향의 단면 구성>

현상 용기(1)는, 감광 드럼(101)과 대향하는 현상부(현상 위치) A에 상당하는 위치에 개구부(13)를 갖는다. 현상 슬리브(2)는, 이 개구부(13)에 있어서 감광 드럼(101)측에 일부가 노출되도록 하고, 현상 용기(1)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 현상 슬리브(2)의 중공부에 내포된 마그네트 롤러(3)는, 현상 용기(1)에 대하여 회전 불가능하도록 고정되어 있다.

현상 장치(104)의 짧은 방향의 단면에서의 현상제의 흐름을 설명한다. 먼저, 제1 반송 스크루(7a)에 의한 현상제의 반송에 수반하여, 현상제가 튀어올라, 현상 슬리브(2)에 공급된다. 현상제는, 자성 캐리어가 혼합되어 있기 때문에, 현상 슬리브(2) 내의 마그네트 롤러(3)가 발생시키고 있는 자력에 구속된다. 현상 슬리브(2)의 회전에 수반하여, 현상 슬리브(2) 상의 현상제는, 현상 슬리브(2)와 규제 블레이드(5)의 대향부(규제 영역)를 통과하여, 적당량으로 규제된다(본 실시예에서는 30㎎/㎠). 적당량으로 규제된 현상제는, 현상 슬리브(2)의 회전에 수반하여 감광 드럼(101)과 대향하는 현상부 A로 반송된다. 현상부 A로 반송된 현상제로부터의 토너가, 감광 드럼(101) 상의 정전 잠상에 공급된다. 현상부 A를 통과한 현상제는, 도입부(14)에 있어서 현상 용기(1)의 내부에 도입되고, 제2 반송 스크루(7b)에 의하여 회수된다.

<현상 장치의 긴 방향의 단면 구성>

현상 용기(1)의 내부에는, 그 수직 방향의 대략 중앙부에, 도 2의 지면에 수직 방향으로 연장되는 격벽(15)이 설치되어 있다. 이것에 의하여, 현상 용기(1)의 내부는, 수직 방향 상방의 현상실(11)과, 수직 방향 하방의 교반실(12)로 구획되어 있다. 현상제는, 현상실(11) 및 교반실(12)에 수용되어 있다.

현상실(11), 교반실(12)에는, 제1, 제2 반송 스크루(7a, 7b)가 각각 배치되어 있다. 제1 반송 스크루(7a)는, 현상실(11)의 저부에, 현상 슬리브(2)의 축선 방향을 따라 배치되어 있다. 제1 반송 스크루(7a)는, 회전함으로써 현상실(11) 내의 현상제를 축선 방향을 따라(도 3 중의 우측에서 좌측으로) 반송하면서, 현상 슬리브(2)에 현상제를 공급한다. 또한, 제2 반송 스크루(7b)는, 교반실(12)의 저부에, 현상 슬리브(2)의 축선 방향을 따라 배치되어 있다. 제2 반송 스크루(12)는, 교반실(12) 내의 현상제를 축선 방향을 따라 제1 반송 스크루(7b)와는 반대로(도 3 중의 좌측에서 우측으로) 반송한다.

현상실(11)과 교반실(12)은, 현상 장치(104)의 긴 방향에 있어서의 격벽(15)의 양 단부에 있어서 제1 연결부(16) 및 제2 연결부(17)에 의하여 연통하고 있다. 현상실(11)로부터 현상 슬리브(2)에 공급되지 않고 현상실(11)을 통과한 현상제는, 제2 연결부(17)를 통하여 현상실(11)로부터 교반실(12)로 떨어진다. 또한, 교반실(12)에서 현상 슬리브(2)로부터 회수한 현상제와 현상실(11)로부터 떨어진 현상제는, 제1 연결부(16)를 통하여 교반실(12)로부터 현상실(11)로 퍼 올려진다. 현상제는, 제1, 제2 반송 스크루(7a, 7b)의 회전에 의한 반송으로, 격벽(15)의 양 단부의 연통부인 제1, 제2 연결부(16, 17)를 통하여 현상실(11)과 교반실(12) 사이에서 순환된다. 또한, 현상에 의하여 소비된 만큼에 대응하는 양의 토너가, 적절히, 호퍼(140)로부터 교반실(12)에 보급된다.

감광 드럼(1)의 축선 방향에 있어서 정전 잠상을 형성하는 것이 가능한 영역이 화상 형성 영역이다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 감광 드럼(101) 상의 화상 형성 영역에 대응하는 영역이 현상 영역 X이다. 즉, 현상 영역 X는, 현상 슬리브(2)가 반송하는 현상제에 의하여 현상되는 정전상을 담지하는 상 담지체 상의 화상 형성 영역에 대응하는 현상제 담지체 상의 영역이다.

또한, 본 실시예에서는, 현상실(11)과 교반실(12)은 상하로 배치되지만, 종래 널리 사용되고 있듯이 현상실(11)과 교반실(12)이 수평으로 배치된 현상 장치나 그 외의 형태의 현상 장치에 있어서도 본 발명은 적용 가능하다.

<현상 슬리브>

본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)는, 비자성 재료인 알루미늄으로 제작되어 있다. 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 외경은 φ20㎜이다. 또한, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)로서, 안정된 현상제의 반송성을 확보하기 위하여 형성된 복수의 오목부가 분포하는 표면 형상을 갖는, 홈 슬리브를 채용하였다. 홈 슬리브는, 현상 슬리브의 외주면에, 적어도 축선 방향을 따른 성분을 갖고 소정 간격으로 병렬로 배치된 홈이 형성된 것이다. 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 축선 방향과 대략 평행으로 연장되는 홈(2c)(도 4)이, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향으로 소정의 간격으로 복수 개 형성되어 있다.

홈 슬리브는, 표면이 블라스트 처리된 블라스트 슬리브에 비하여, 계시적(繼時的)인 현상제의 반송력의 저하를 초래하기 어렵기 때문에, 내구성이 우수하다. 반면, 홈 슬리브는, 사용 형태에 따라서는, 홈부의 주기에 의한 화상 농도의 불균일(밴딩)이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 외경 φ20㎜에 대하여, 홈의 형상을 V홈(축선 방향과 직교하는 단면 형상이 V자형인 홈), 홈의 깊이를 80㎛, 홈의 개수를 80개로 하여, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향으로 등간격 배치하였다. 그리고, 현상 슬리브(2)의 감광 드럼(101)에 대한 주속비를 200%로 한다(감광 드럼(101)의 주속도보다 현상 슬리브(2)의 주속도를 빠르게 함). 이것에 의하여, 화상 상에서의 현상 슬리브(2)의 홈에 대응하는 피치를 0.5㎜ 이하로 하고, 가령 발생하더라도 육안으로 식별이 곤란한 밴딩 영역으로 갖고 간다.

본 실시예에서는, 홈 슬리브의 채용에 의하여, 안정된 현상제의 반송성을 얻을 수 있게 되었다. 그러나, 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 양 단부에 있어서도 현상 영역 X에서의 것과 동등한 현상제의 반송력이 확보되면, 현상 영역 X의 외측의 양 단부에까지 현상제가 가로지름으로써, 현상 용기(1)로부터 현상제가 누출되어 버릴 것이 우려된다. 따라서, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)에, 현상 영역 X를 포함하여 그 외주면에 홈(2c)이 형성된 고반송 영역(2a)과, 현상 영역 X의 외측의 양 단부에 있어서 고반송 영역(2a)보다 현상제의 반송 능력을 저하시킨 저반송 영역(2b)을 형성하였다. 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 외주면을 100㎛ 깎음으로써 외경을 미세하게 하고, 표면에 홈(2c)이 없는 저반송 영역(2b)을 형성하여, 현상제의 반송 능력을 떨어뜨렸다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 외주면은, 현상 슬리브(2) 상의 현상 영역 X를 포함하는 제1 영역(고반송 영역)(2a)을 갖는다. 또한, 현상 슬리브(2)의 외주면은, 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 양 단부에 있어서 제1 영역(2a)보다 외측에서 제1 영역(2a)에 인접하여 제1 영역(2a)보다 현상제의 반송 능력이 낮거나, 또는 실질적으로 반송 능력을 갖지 않는 제2 영역(저반송 영역)(2b)을 갖는다. 특히, 본 실시예에서는, 제1 영역(2a)은, 현상 슬리브(2)의 축선 방향을 따른 홈(2c)을 갖고 있고, 제2 영역(2b)은 해당 홈(2c)을 갖고 있지 않다.

또한, 본 실시예에서는, 제2 영역(2b)은, 홈(2c)을 갖고 있지 않지만, 제1 영역(2a)의 홈(2c)보다 깊이가 얕은 현상 슬리브(2)의 축선 방향을 따른 홈을 갖고 있어도 되며, 이것에 의해서도 현상제의 반송 능력을 제1 영역(2a)보다 저하시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 홈(2c)은, 현상 슬리브(2)의 축선 방향과 대략 평행으로 연장되는데, 이 홈(2c)은 현상 슬리브(2)의 축선 방향을 따라 연장되어 있으면 되며, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 관하여 각도(전형적으로는 45° 이하)를 갖고 있어도 된다. 또한, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)로서는 홈 슬리브를 채용했지만, 블라스트 슬리브 등, 다른 표면 형태의 현상 슬리브에 있어서도 본 발명은 적용 가능하다.

<마그네트 롤러>

다음으로, 마그네트 롤러(3)에 대하여 설명한다. 여기서, 마그네트 롤러(3)가 그 둘레 방향을 따라 복수 갖는 자극의 위치에 대해서는, 마그네트 롤러(3)의 둘레 방향에 있어서의, 각 자극이 형성하는 자장의 자속 밀도 분포의 피크 자속 밀도의 위치로 대표한다. 또한, 마그네트 롤러(3)가 형성하는 자장의 자속 밀도는, 마그네트 롤러(3)의 외주면에 있어서의 법선 방향의 자속 밀도로 한다. 또한, 마그네트 롤러(3)의 자극에 대응하는 현상 슬리브(2) 상의 둘레 방향의 위치에 대해서도, 편의적으로, 마그네트 롤러(3)의 자극 위치로서 설명하는 경우가 있다.

현상 슬리브(2)의 중공부에 내포된 롤러형 자계 발생 수단인 마그네트 롤러(3)는, 현상 용기(1)에 고정 배치되어 있다. 이 마그네트 롤러(3)는, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향을 따라, 고정 배치된 복수의 자극을 갖는다. 본 실시예에서는, 마그네트 롤러(3)는, 현상부 A와 대향하는 위치에, 현상 자극 S1을 갖고 있다. S1극이 현상부 A에서 형성하는 자계에 의하여, 현상제가 현상 슬리브(2) 상에서 자기 브러시를 형성한다. 그리고, 이 자기 브러시가, 현상부 A에서, 도면 중 화살표 R1 방향으로 회전하는 감광 드럼(101)에 접촉하면서, 대전된 토너를 정전기적인 힘에 의하여 감광 드럼(101) 상의 정전 잠상으로 전이시켜 토너상으로서 현상한다. 마그네트 롤러(3)는, 상기 S1극 외에, N1극, N2극, S2극, S3극의 합계 5극을 갖고 있다.

마그네트 롤러(3)의 각 자극의 역할과, 현상 장치(104)의 짧은 방향의 단면에서의 현상제의 흐름을 설명한다. 먼저, 제1 반송 스크루(7a)에 의한 현상제의 반송에 수반하여, 현상제가 튀어올라, 현상 슬리브(2)에 공급된다. 그 후, 현상제는, 현상 슬리브(2)의 회전에 수반하여, 규제 블레이드(6)와 대향하는 S2극의 위치를 통과하여, 적당량으로 규제된다(본 실시예에서는 30㎎/㎠). 적당량으로 규제된 현상제는, N1극의 위치를 통과하여, 감광 드럼(101)과 대향하는 S1극의 위치에 공급된다. 그 후, 현상부 A를 통과하고 정전 잠상에 대하여 토너를 소비한 현상제는, N2극의 위치를 통과하여, S3극의 위치까지 운반되어, 현상 용기(1)의 내부에 도입된다. 이 현상부 A를 통과한 현상제가 현상 용기(1)의 내부에 도입되는 부분이 현상 용기(1)에 있어서의 도입부(14)이다. 그 후, 현상제는, 서로 동극의 인접하는 1쌍의 반발 자극인 S3극, S2극 사이에서 발생하는 반발 자계에 의하여 현상 슬리브(2)의 표면으로부터 박리되어 떨어져, 제2 반송 스크루(7b)에 의하여 회수된다.

<현상 슬리브의 단부 시일 구성>

도 4는, 본 실시예에 있어서의 현상 슬리브(2)의 단부 시일 구성의 모식도이다. 또한, 도 4는, 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 한쪽 단부만을 도시하고 있지만, 다른 쪽 단부도 마찬가지(현상 슬리브(2)의 축선 방향의 중앙에 대하여 대칭)이다. 현상 슬리브(2)는, 축선 방향의 양 단부에 배치된 베어링(8)을 개재하여 회전 가능하게 현상 용기(1)에 지지되어 있다. 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서, 베어링(8)의 내측에 마그네틱 시일(4)이 배치되어 있다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서, 마그네틱 시일(4)의 내측에, 자성판(5)이 배치되어 있다.

마그네틱 시일(4)과 자성판(5)은, 현상 슬리브(2)의 축선 방향을 따라 비접촉 상태에서 근접하여 배치되어 있다. 그리고, 현상 슬리브(2)의 내부 마그네트 롤러(3)와, 마그네틱 시일(4) 및 자성판(5) 중 적어도 한쪽과의 사이에 자력선이 연장되어, 현상제에 의한 자기 체인이 형성된다. 이 자기 체인이 현상 슬리브(2)와의 사이의 공극에 밀하게 형성됨으로써, 단부 시일로서의 기능이 발휘된다. 이것에 의하여, 현상 용기(1)에서의 왕복 순환에 의하여 현상 슬리브(2)의 표면을 따라 현상 용기(1)로부터 이송되어 오는 현상제를 차단하는 작용을 이룬다. 또한, 현상 용기(1)의 내부에서 순환하는 2성분 현상제로부터 비산되어 있는 토너가 현상 용기(1)의 외측으로 유출되는 것을 차단하는 작용을 이룬다.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 마그네틱 시일(4), 자성판(5)은, 각각 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 단부에 있어서, 현상 슬리브(2)의 외주면에 대하여 일정한 간극이 이격되어, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향의 소정의 범위와 대향하도록 원호형으로 연장된다. 마그네틱 시일(4), 자성판(5)은, 각각 이 상태에서 현상 용기(1)에 설치되어 있다. 마그네틱 시일(4)은, 그 구성 요소인 자석이 Nd-Fe-B의 자성 분말을 함유하는 나일론 바인더를 구비한, 소정의 폭(현상 장치의 긴 방향의 길이), 소정의 두께(현상 장치의 짧은 방향의 길이)를 갖는 사출 성형에 의하여 제작된 자성 수지 부재이다. 또한, 자성판(5)은, 소정의 두께(현상 장치(104)의 긴 방향의 길이), 소정의 폭(현상 장치(104)의 짧은 방향의 길이)을 갖는 철제의 판금이다. 마그네틱 시일(4)은, 예를 들어 도 5의 (b) 내지 (d)에 도시한 바와 같은 자극 패턴으로 착자되어 있어도 된다. 도 5의 (b)의 경우, 현상 슬리브(2)와 대향하는 면과 그 반대측의 면이 각각 이극(異極)으로 착자되어 있다. 도 5의 (c)의 경우, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향을 따라 교대로 이극으로 착자되어 있다. 도 5의 (d)의 경우, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 한쪽 면과 다른 쪽 면이 이극으로 착자되어 있다. 특히, 본 실시예에서는, 마그네틱 시일(4)로서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 착자된 것을 사용하였다(상세하게는 실시예 2 참조). 본 실시예에서는, 마그네틱 시일(4)로서는 자속 밀도 600G(가우스)의 것을 사용하였다. 이 자속 밀도는, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)측의 면에 있어서의 법선 방향의 자속 밀도에 있어서의 피크 자속 밀도로 한다.

또한, 현상 슬리브(2)의 반경 방향(현상 장치(104)의 짧은 방향)에 있어서의, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 면과 현상 슬리브(2)의 외표면 사이의 거리 d1, 및 자성판(5)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 면과 현상 슬리브(2)의 외표면 사이의 거리 d2를 작게 해 가면, 상술한 시일 기능은 높아지는 경향으로 된다. 그러나, 이들 거리 d1, d2를 지나치게 작게 하면, 현상제의 압력이 높아짐으로써, 현상제가 현상 슬리브(2)와의 마찰에 의하여 열화되어, 현상 슬리브(2)의 표면에게 토너가 융착되거나, 토너의 응집 덩어리가 발생하거나 해 버린다. 한편, 이들 거리 d1, d2를 지나치게 크게 하면, 자기 시일성이 상실되어 버린다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 상기 각 요인을 비교 검토함으로써, 이들 거리 d1, d2를, 각각 1.0㎜로 설정하였다.

또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 마그네틱 시일(4)과 자성판(5) 사이의 거리 d3을 작게 해 가면, 상술한 시일 기능은 높아지는 경향으로 된다. 그러나, 이 거리 d3을 지나치게 근접시키면, 이 위치에서의 자기 구속력이 지나치게 강하기 때문에, 현상제가 계속해서 체류해 버린다. 그리고, 현상 슬리브(2)의 표면에 토너가 융착되거나, 현상제가 현상 슬리브(2)와의 마찰에 의하여 열화되어 토너의 응집 덩어리가 발생하거나 해 버린다. 한편, 이 거리 d3을 지나치게 크게 하면, 자기 시일성이 상실되어 버린다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 상기 각 요인을 비교 검토함으로써, 이 거리 d3을, 1.5㎜로 설정하였다. 본 실시예와 같이, 이 거리 d3은, 전형적으로는, 상술한 거리 d1 및 거리 d2보다 길게 설정된다.

그리고, 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 양 단부에 있어서의 현상 슬리브(2)의 외주면 제1 영역(고반송 영역)(2a)과 제2 영역(저반송 영역)(2b)의 경계(2d)는, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 마그네틱 시일(4)과 자성판(5) 사이에 위치한다. 이하, 이 점에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 도 4에 있어서, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 양 단부의 자성판(5)의 내측과 내측 사이의 거리(「자성판 (내-내) 간 거리」)를 D라 한다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 양 단부의 자성판(5)의 외측과 외측 사이의 거리(「자성판 (외-외) 간 거리」)를 E라 한다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 고반송 영역(2a)의 길이(「고반송 영역 길이」)를 F라 한다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 양 단부의 마그네틱 시일(4)의 내측과 내측 사이의 거리(「시일 (내-내) 간 거리」)를 G라 한다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 마그네트 롤러(3)의 길이(「마그네트 롤러 길이」)를 H라 한다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 양 단부의 마그네틱 시일(4)의 외측과 외측 사이의 거리(「시일 (외-외) 간 거리」)를 I라 한다. 이들 각 길이 영역은, 각각의 현상 슬리브(2)의 축선 방향의 중앙을 기준으로 하여 배열되어 있으므로, 보다 짧은 길이 영역은, 보다 내측에 배치된다.

현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 현상 슬리브(2)의 고반송 영역(2a)의 단부를 자성판(5)보다 내측에 배치하면, 도입부(14)에서 자성판(5)과 마그네틱 시일(4) 사이에 현상제가 체류해 버리는 일이 있다. 이것에 의하여, 현상제가 현상 용기(1)의 내부에 도입되지 않고, 상술한 바와 같은 「현상제 드롭핑」을 야기해 버리는 일이 있다. 이 부분에서의 현상 슬리브(2)의 현상제의 반송 능력이 지나치게 낮기 때문이다. 한편, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 현상 슬리브(2)의 고반송 영역(2a)을 마그네틱 시일(4)과 오버랩되는 곳까지 확장해 버리면, 다음과 같이 된다. 즉, 상기 현상제의 체류는 억제되지만, 마그네틱 시일(4)에 자기 구속된 현상제가, 현상 슬리브(2)와의 마찰에 의하여 열화되어 버리는 일이 있다. 이것에 의하여, 2성분 현상제 중의 토너가 유리되어, 상술한 바와 같은 「토너 드롭핑」을 야기해 버리는 일이 있다. 이 부분에서의 현상 슬리브(2)의 현상제의 반송 능력이 지나치게 높기 때문이다.

따라서, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 현상 슬리브(2)의 고반송 영역(2a), 저반송 영역(2b), 마그네틱 시일(4), 자성판(5)의 배치 관계를, 도 4에 도시한 바와 같이, 다음의 관계로 한다.

자성판(외-외)간 거리 E<고반송 영역 길이 F<시일(내-내)간 거리 G

그 결과, 마그네틱 시일(4)과 자성판(5) 사이에 있어서 현상 슬리브(2)에 비교적 큰 현상제의 반송력이 있기 때문에, 현상제는 체류하기 어렵다. 또한, 마그네틱 시일(4)과 오버랩되는 영역에서는, 현상 슬리브(2)의 현상제의 반송력이 작기 때문에, 현상제의 열화는 일어나기 어렵다.

또한, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 고반송 영역(2a)의 전체 영역에서 반송력을 초래하기 위하여, 고반송 영역 길이 F보다 마그네트 롤러 길이 H를 길게 하고 있다. 즉, 본 실시예에서는, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 마그네트 롤러(3)의 복수의 자극의 양 단부는, 각각 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 현상 슬리브(2)의 외주면 제1 영역(2a)과 제2 영역(2b)의 경계(2d)보다 외측에 위치한다. 또한, 마그네틱 시일(4) 및 자성판(5)에 의한 단부 시일부보다 외측까지 마그네트 롤러(3)에 의한 자기 구속력으로 현상제를 끌어당기는 것을 억제하기 위하여, 마그네트 롤러 길이 H는, 시일(외-외)간 거리 I보다 짧다.

본 실시예에서는, 상기 관계를 부품 공차도 고려하여 만족시키기 위하여, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 현상 영역 X의 길이 326㎜에 대하여, 각 영역의 길이를 다음과 같이 설정하였다.

자성판(내-내)간 거리 D: 326.2㎜±0.2㎜

자성판(외-외)간 거리 E: 327.2㎜±0.2㎜

고반송 영역 길이 F: 329±0.4㎜

마그네틱 시일(내-내)간 거리 G: 330.2±0.2㎜

마그네트 롤러 길이 H: 330.6±6㎜

본 실시예에 따르면, 상기 구성을 채용함으로써, 자기 시일 부재를 사용하는 경우에 현상제의 도입부에 있어서의 현상제의 체류, 현상제의 현상제 담지체와의 마찰에 의한 열화와 같은 문제를 억제할 수 있다. 그로 인하여, 본 실시예에 따르면, 현상제 드롭핑, 토너 드롭핑 등의 폐해를 발생시키지 않고, 현상 슬리브(2)의 단부에서 양호한 시일성을 발휘할 수 있다.

실시예 2

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예의 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치의 기본적인 구성 및 동작은, 실시예 1의 것과 동일하다. 따라서, 실시예 1의 것과 동일하거나 또는 실시예 1의 것에 대응하는 기능, 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는, 실시예 1의 구성 외에, 마그네트 롤러(3)의 반발 자극 S2, S3의 자속 밀도, 극성 및 극 배치 위치에 대한, 마그네틱 시일(4)의 자속 밀도, 극성, 및 현상 슬리브(2)의 주위를 둘러싸는 둘레 방향의 위치를 보다 상세히 규정한다. 또한, 본 실시예에서는, 실시예 1의 구성 외에, 마그네트 롤러(3)의 반발 자극 S2, S3의 자속 밀도, 극성 및 극 배치 위치에 대한, 자성판(5)의 현상 슬리브(2)의 주위를 둘러싸는 둘레 방향의 위치를 보다 상세히 규정한다. 이것에 의하여, 실시예 1에서 설명한 효과가 보다 양호하게 얻어진다.

도 6은, 마그네트 롤러(3)의 둘레 방향 자속 밀도 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 6은, 0° 위치를 현상 슬리브(2)의 감광 드럼(101)측의 수평 위치로 하여 도 2 중의 시계 방향으로 플롯하고 있다. 또한, 도 6의 세로 실선 위치 사이는, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서의 자성판(5)의 배치 위치를 나타내고 있다. 또한, 도 6의 세로 파선 사이는, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서의 마그네틱 시일(4)의 배치 위치를 나타내고 있다.

먼저, 마그네틱 시일(4)은, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서, 적어도 마그네트 롤러(3)의 S2극, S3극에 의하여 형성되는 반발 자계 영역을 내측에 포함하는 범위로 연장되는 것이 바람직하다. 상기 반발 자계 영역은, 도 6에 있어서의 반발 자극 S2, S3 사이에 형성된 반발 자극 S2, S3의 각 자극보다 저자속 밀도의 영역이다. 또한, 자성판(5)은, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향 위치에 있어서, 적어도 마그네트 시일(4)을 내측에 포함하는 범위로 연장되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 구체적으로는, 마그네틱 시일(4)은 110°의 위치에서 252°의 위치까지, 현상 슬리브(2)를 둘레 방향으로 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 자성판(5)은, 106°의 위치에서 254°의 위치까지, 현상 슬리브(2)를 둘레 방향으로 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 마그네틱 시일(4) 및 자성판(5)은 어느 것도, S2극, S3극보다 외측에 있어서, 반발 자계 영역과 동일한 정도까지 자속 밀도가 저하되는 위치보다 외측으로는 연장되어 있지 않다.

즉, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서, 보다 내측에서 현상제를 자기 시일하기 위해서는, 자성판(5)이 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서 마그네틱 시일(4)을 내측에 포함하는 범위로 연장되어 있는 것이 바람직하다. 마그네틱 시일(4)이 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서 자성판(5)보다 외측까지 배치되어 있는 경우, 자성판(5)으로부터 마그네틱 시일(4)이 밀려 나와 있는 위치에 있어서, 자성판(5)에서의 자기 규제가 이루어지지 않는다. 그 때문에, 그 위치에서는, 현상 슬리브(2) 상의 현상제가, 현상 슬리브(2)의 축선 방향 외측으로 마그네틱 시일(4)의 위치까지 다량으로 끌어당겨져 버린다. 마그네틱 시일(4)까지 끌어당겨진 다량의 현상제는, 현상 슬리브(2)와 마그네틱 시일(4)의 간극에서 체류하는 경향으로 된다. 이것에 의하여, 상술한 메커니즘에 의하여, 「현상제 드롭핑」을 발생시켜 버리는 일이 있다.

또한, 상기 이유에서, 마그네틱 시일(4)은 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서 자성판(5)의 내측에 포함되어 있는 것이 바람직하지만, 마그네틱 시일(4)의 둘레 방향의 길이가 지나치게 짧으면, 이번에는 자성판(5)에서의 자기 규제가 약해져서 바람직하지 않다. 자성판(5)의 선단부는, 마그네트 롤러(3)로부터 발생하는 자계에 의하여 자화됨과 함께, 근접하는 마그네틱 시일(4)의 자계에 의하여 자화됨으로써, 이 위치에서의 양호한 자기 시일성을 확보할 수 있다. 그 때문에, 마그네틱 시일(4)과 자성판(5)의 둘레 방향의 길이는, 설계 공차로 밀려 나오지 않을 정도로 근접시키는 것이 바람직하다.

여기서, 상술한 바와 같이, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 자성판(5)의 위치에서 자기 시일하는 것이 바람직하다. 이 관점에서는, 자성판(5)의 선단부에 자계를 집중시켜 자기를 띠게 시키는 것이 바람직하다. 그 때문에, 예를 들어 마그네트 롤러(3)의 S3극의 자속 밀도를 높여, 자성판(5)과의 자화를 강화하는 방법이 생각된다. 그러나, 이 방법에서는, S3극과 마그네틱 시일(4)의 자기 구속도 동시에 강해지기 때문에, 현상제가 마그네틱 시일(4)에 끌어당겨질 우려가 있다. 또한, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 S3극의 자속 밀도를 제어하여, 자성판(5)의 위치까지는 자속 밀도를 높게 유지하고, 마그네틱 시일(4)의 위치에서는 자속 밀도를 약화시킨다는 방법이 생각된다. 이것에 의하여, 현상제가 마그네틱 시일(4)에 끌어당겨지는 것을 억제할 수 있지만, 이 방법은, 마그네트 롤러의 자력 분포를 고정밀도로 제어하는 것이 어렵기 때문에 곤란하다.

따라서, 본 실시예에서는, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 측의 면에, 마그네트 롤러(3)의 반발 자극 S2, S3과 동극의 자극을 배치한다(도 5의 (b)). 또한, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 면의 자속 밀도를, 반발 자극 S2, S3의 각 자극의 자속 밀도보다 크게 한다. 또한, 현상 슬리브(2)의 반경 방향에 있어서의 마그네트 롤러(3)와 자성판(5) 사이의 거리 d4보다, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 마그네틱 시일(4)과 자성판(5) 사이의 거리를 작게 한다. 이하, 이와 같은 구성이 바람직한 이유에 대하여 설명한다.

도 7은, 본 실시예의 현상 슬리브(2)의 단부 시일 구성에 있어서의, 자성판(5), 마그네틱 시일(4), 마그네트 롤러(3)의 자력선을 도시한 모식도이다. 도 7은, 특히, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서, 도입부(14)의 근방을 도시하고 있다. 본 실시예에서는, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 측의 면의 자극과 S3극을 동극으로 하고 있다. 이것에 의하여, S3극과 마그네틱 시일(4) 사이에서는 반발하는 자계로 되기 때문에, 마그네틱 시일(4)로부터의 자력선 Z는 자성판(5)측에 집중되기 쉽다. 이에 대하여, 도 8은, 비교로서, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 측의 면의 자극과 S3극을 이극으로 했을 경우의 자력선을 도시한 모식도이다. 이 경우, 마그네틱 시일(4)과 S3극 사이에서 자력선 Z가 집중되어 버려, 현상제의 자기 시일부가 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서 최단부측으로 되기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 본 실시예에서는, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 측의 면 자속 밀도는 600G로 설정되고, S3극의 자속 밀도는 그보다 약한 250G로 설정되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 자성판(5)에 대하여 S3극보다 마그네틱 시일(4) 쪽이 근접하여 배치되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, 마그네트 롤러(3)의 외경은 17.7㎜이고, 현상 슬리브(2)의 반경 방향에 있어서의 마그네트 롤러(3)의 외주 위치와 자성판(5)의 선단부 사이의 거리 d4는 1.85㎜이다. 또한, 마그네트 롤러(3)의 외주 위치와 S3극의 외주 위치는 동일하다고 간주할 수 있다. 한편, 현상 슬리브(2)의 축선 방향에 있어서의 마그네틱 시일(4)과 자성판(5) 사이의 거리 d3은 1.5㎜이다. 그 때문에, 자속 밀도가 높은 마그네틱 시일(4)의 자극을 본떠 자성판(5)이 자화되는 경향으로 되어, 자성판(5)의 선단측이 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 측의 면과는 반대로 N극으로 자화되어, S3극과의 자기 회로가 강하게 형성되는 경향으로 된다. 즉, 자성판(5)의 선단부에서의 자기 시일성이 높아지기 때문에, 이 위치에서의 양호한 자기 시일성을 확보할 수 있다.

또한, 상술한 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 측의 면의 자극과 S3극을 동극으로 하여 반발 자계를 형성하는 것에 의한 효과는, 마그네틱 시일(4)의 그 면의 자속 밀도가, S3극의 자속 밀도의 반값 폭 영역 이상의 자속 밀도이면 충분히 얻어진다. 또한, 본 실시예에서는, 현상 용기(1)에의 현상제의 도입부(14)측을 예로 들어 설명했기 때문에, S3극 주변의 자기 회로에 대하여 설명했지만, 상기 메커니즘에 있어서는 현상제의 반송 방향이 기여하고 있지 않다. 그 때문, 완전히 마찬가지의 메커니즘으로부터 S2극의 주변에 있어서도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 본 실시예에서는, 마그네틱 시일(4)의 현상 슬리브(2)와 대향하는 측의 면의 자속 밀도 600G에 비하여, S2극의 자속 밀도는 500G로 작게 설정되어 있다. 달리 말하면, 마그네틱 시일(4)은, 현상 슬리브(2)의 둘레 방향에 있어서, 반발 자극 S2, S3의 각 자극의 피크 자속 밀도의 절반의 자속 밀도의 영역과 대향하는 면에, 반발 자극 S2, S3과 동극의 자극을 갖는다.

본 실시예에 따르면, 마그네틱 시일(4), 자성판(5)의 배치 등을 보다 상세히 규정함으로써, 실시예 1에서 설명한 효과를 보다 양호하게 얻는 것이 가능해진다.

기타

이상, 본 발명을 구체적인 실시예에 입각하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

상술한 실시예에서는, 현상제가 2성분 현상제인 경우에 대하여 설명했지만, 현상제가 자성 위치 성분 현상제인 경우에도 본 발명은 적용할 수 있으며, 상술한 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 상술한 실시예에서는, 현상 장치는 프로세스 카트리지에 포함되어 화상 형성 장치의 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 되어 있었지만, 본 발명은 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 현상 장치가 단독으로 장치 본체에 대하여 착탈 가능한 경우, 현상 장치가 용이하게 착탈할 수는 없도록 장치 본체에 탑재되어 있는 경우에도 본 발명은 적용할 수 있으며, 상술한 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

본 발명에 따르면, 자기 시일 부재를 사용하는 경우에 현상제의 도입부에 있어서의 현상제의 체류, 현상제의 현상제 담지체와의 마찰에 의한 열화와 같은 문제를 억제할 수 있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치가 제공된다.

1: 현상 용기
2: 현상 슬리브
3: 마그네트 롤러
4: 마그네틱 시일
5: 자성판
100:화상 형성 장치
104: 현상 장치
110: 프로세스 카트리지

Claims (8)

1. 상 담지체 상에 형성된 정전 잠상이 현상되는 현상 위치 쪽으로 토너와 캐리어를 함유한 현상제를 담지하여 반송하도록 구성된 회전 가능한 현상제 담지체와,
   상기 현상제 담지체 내부에 설치되어, 상기 현상 위치를 통과한 현상제를 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면으로부터 박리시키기 위한 자계를 발생시키도록 구성된 자계 발생부로서, 제1 자극과; 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제1 자극의 자속 밀도 성분이 최대인 피크 위치의 - 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해 - 하류에 설치되고 상기 제1 자극에 인접하게 배치되며 상기 제1 자극과 동일한 극성을 갖는 된 제2 자극을 포함하는, 자계 발생부와,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대해, 상기 상 담지체의 상 영역(image region)에 대응하는 영역에서 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 일 단부의 외측에 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치된 제1 마그네트 부재로서, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해, 상기 제1 자극의 피크 위치의 하류, 및 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제2 자극의 자속 밀도 성분이 최대인 피크 위치의 상류 측에 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치되는, 제1 마그네트 부재와,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대해, 상기 상 담지체의 상 영역에 대응하는 영역에서 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 타 단부의 외측에 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치된 제2 마그네트 부재로서, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해, 상기 제1 자극의 피크 위치의 하류, 및 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제2 자극의 자속 밀도 성분이 최대인 피크 위치의 상류 측에 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치되는, 제2 마그네트 부재와,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대해, 상기 상 담지체의 상 영역에 대응하는 영역에서 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 일 단부와 상기 제1 마그네트 부재 사이에 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치되어, 외부 자계에 의해 자화되는 제1 자성 부재로서, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해, 상기 제1 자극의 피크 위치의 하류, 및 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제2 자극의 자속 밀도 성분이 최대인 피크 위치의 상류 측에 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치되는, 제1 자성 부재와,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대해, 상기 상 담지체의 상 영역에 대응하는 영역에서 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 타 단부와 상기 제2 마그네트 부재 사이에서 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치되어, 외부 자계에 의해 자화되는 제2 자성 부재로서, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해, 상기 제1 자극의 피크 위치의 하류, 및 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제2 자극의 자속 밀도 성분이 최대인 피크 위치의 상류 측에 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향하여 설치되는, 제2 자성 부재를 포함하고,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면 상에, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 전체 영역에 걸쳐 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향을 따르는 복수의 홈이 형성되고, 상기 복수의 홈은 미리정해진 간격을 갖고 형성되며,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대해, 상기 홈이 형성된 영역에서의 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 일 단부는 상기 제1 마그네트 부재와 상기 제1 자성 부재 사이에 위치되고, 상기 홈이 형성된 영역에서의 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 타 단부는 상기 제2 마그네트 부재와 상기 제2 자성 부재 사이에 위치되며,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대해 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향되는 측에서의 상기 제1 마그네트 부재의 면의 자극은 상기 제1 자극과 동일한 극성을 갖고, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대해 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향되는 측에서의 상기 제2 마그네트 부재의 면의 자극은 상기 제1 자극과 동일한 극성을 갖는, 현상 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대해 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향되는 측에서의 상기 제1 마그네트 부재의 면의 자속 밀도는 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제1 자극의 자속 밀도 성분의 피크값보다 크고,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대해 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향되는 측에서의 상기 제2 마그네트 부재의 면의 자속 밀도는 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제1 자극의 자속 밀도 성분의 피크값보다 큰, 현상 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대해 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향되는 측에서의 상기 제1 마그네트 부재의 면의 자속 밀도는 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제2 자극의 자속 밀도 성분의 피크값보다 크고,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대해 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면에 대향되는 측에서의 상기 제2 마그네트 부재의 면의 자속 밀도는 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 외주면의 법선 방향으로 상기 제2 자극의 자속 밀도 성분의 피크값보다 큰, 현상 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대한 상기 제1 마그네트 부재와 상기 제1 자성 부재 사이의 거리는, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대한 상기 자계 발생부와 상기 제1 자성 부재 사이의 거리보다 짧고,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대한 상기 제2 마그네트 부재와 상기 제2 자성 부재 사이의 거리는, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 반경 방향에 대한 상기 자계 발생부와 상기 제2 자성 부재 사이의 거리보다 짧은, 현상 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해, 상기 제1 마그네트 부재는, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대한 상기 제1 마그네트 부재의 전체 영역에 걸쳐 상기 제1 자성 부재와 중첩되고,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대해, 상기 제2 마그네트 부재는, 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 방향에 대한 상기 제2 마그네트 부재의 전체 영역에 걸쳐 상기 제2 자성 부재와 중첩되는, 현상 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전 가능한 현상제 담지체의 회전 축선 방향에 대해, 상기 자계 발생부의 길이는, 상기 홈이 형성된 영역에서의 상기 회전 가능한 현상제 담지체의 길이보다 긴, 현상 장치.
7. 삭제
8. 삭제

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