JP3455682B2 - 現像装置 - Google Patents
現像装置Info
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- JP3455682B2 JP3455682B2 JP27324098A JP27324098A JP3455682B2 JP 3455682 B2 JP3455682 B2 JP 3455682B2 JP 27324098 A JP27324098 A JP 27324098A JP 27324098 A JP27324098 A JP 27324098A JP 3455682 B2 JP3455682 B2 JP 3455682B2
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
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Description
た複数の磁極を有する磁界発生手段を内包した現像剤担
持体に担持された現像剤を当該現像剤担持体の回動によ
り、静電潜像が形成された静電潜像保持体に対して現像
剤を供給して現像を行う現像装置に関するものである。
現像した後の二成分現像剤層には、トナー濃度のムラが
生ずるので、現像スリーブ内に設けた固定磁石に、現像
部よりも現像スリーブ回転方向下流側で、互いに隣り合
った同極性の第1と第2の磁極を設け、この2個の磁極
の形成する反発磁界により現像剤を現像スリーブから除
去し、反発磁界中に配置された回転撹拌部材により上記
除去された現像剤を撹拌してトナー濃度を均一化し、そ
して、このトナー濃度を均一化させた現像剤を回転撹拌
部材により第2の磁極側で現像スリーブに供給すること
が行われている。これにより、現像画像に現像履歴に起
因する濃度ムラが発生するのを防止するようになってい
る。
て現像剤を現像スリーブから完全に除去できるものでは
なく、現像スリーブに付着したまま第1の磁極側から第
2の磁極側に移動してしまう現像剤も存在する。特に、
トナーが小粒径トナーであったり、磁性キャリアが小粒
径キャリアであるような場合は、トナーやキャリアの単
位重量当たりの摩擦電荷が相対的に大になって現像スリ
ーブに対する静電的付着力が強くなり、反発磁界によっ
ても現像剤は現像スリーブから充分に除去できなくな
る。
現像スリーブから除去されることなく、再び、現像部に
到来すると現像画像の濃度にムラが生じ、高精細の画像
が得られなくなる。また、現像スリーブから現像剤が充
分除去されないまま、長期間現像装置を運転すると、現
像剤の劣化が促進され、現像画像の濃度低下やカブリが
生じてくるという問題もある。
性部材を配置して、現像剤担持体と磁性部材との間で形
成される磁気ブラシで現像剤担持体の現像剤を除去する
方式(特開平6−194962号公報)や、反発磁界が
及ぶ現像剤流路中にクリーニング部材を配置して現像剤
担持体と摺動・接触させて現像剤担持体の現像剤を除去
する方式(特開平5−289523号公報)が提案され
てきている。
スリーブにあっては、特開平6−194962号公報の
ように反発磁界の形成による現像剤担持体の保持力の低
下を利用して現像剤の引き剥がしを行うことは、現像ス
リーブの内蔵する固定磁石体の着磁に高精度を有するの
でコスト面からは不利となる。
ング部材を配置することは、現像容器内の現像剤の流動
状態を撹乱し、これに伴う画質劣化等の弊害を招く原因
となりやすい。特に、特開平6−194962号公報の
図示では、磁性部材の搬送位置は現像スリーブと回転撹
拌部材の間であるが、この位置は現像剤搬送圧が高く、
トナー密度も高いので、このような位置に磁性部材を配
置すると、搬送圧が一層高くなり、トナー凝縮、現像ス
リーブ表面へのトナーフィルミグ、または、スペントト
ナーといった不具合が生じる場合がある。
ーニング部材を摺動・接触させることは、現像剤に過大
なストレスを付与し、現像装置の駆動トルク増大や発熱
増加につながりかねない。
の付加部材追加に伴う現像剤流の乱れを発生させること
なく、また、現像剤や現像装置に過大なストレスを付与
してトナー凝集、スリーブフィルミグ、スペントトナー
等の問題を発生させることなく、現像剤現像後の現像剤
を現像スリーブから除去しやすくし、回転撹拌部材に、
この除去された現像剤を供給しやすくして、現像容器内
における現像剤の循環を円滑に行える現像装置を提供す
ることである。
めに、請求項1記載の現像装置では、定位置に固定され
た複数の磁極を有する磁界発生手段と、該磁界発生手段
を内包して回動自在に設けられ、当該磁界発生手段の磁
気作用により現像剤を表面に担持し搬送する現像剤担持
体と、該現像剤担持体表面に担持される現像剤層の層厚
を規制する規制部材と、上記現像剤担持体に隣接し、当
該現像剤担持体から現像剤を受け取り、現像剤担持体表
面に現像剤を供給する回転撹拌部材とを有し、上記現像
剤担持体に担持された現像剤を、当該現像剤担持体の回
動により、静電潜像が形成された静電潜像保持体に対し
て供給し、現像を行う現像装置において、現像装置内で
循環する現像剤と非接触に、現像剤担持体と対向して磁
性部材を配置し、上記磁性部材が、上記磁界発生手段の
うち、静電潜像保持体の静電潜像を現像する現像位置よ
り、上記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する現像
剤搬送用磁極の磁界が及ぶ位置であって、かつ、上記磁
界発生手段の現像磁極の磁界の影響を受けない現像剤流
路外の位置に、配置されている。
界発生手段の現像剤搬送磁極の着磁幅と略同一若しくは
着磁幅より短い幅に形成されている。
定された複数の磁極を有する磁界発生手段と、 該磁界発
生手段を内包して回動自在に設けられ、当該磁界発生手
段の磁気作用により現像剤を表面に担持し搬送する現像
剤担持体と、該現像剤担持体表面に担持される現像剤層
の層厚を規制する規制部材と、上記現像剤担持体に隣接
し、当該現像剤担持体から現像剤を受け取り、現像剤担
持体表面に現像剤を供給する回転撹拌部材とを有し、上
記現像剤担持体に担持された現像剤を、当該現像剤担持
体の回動により、静電潜像が形成された静電潜像保持体
に対して供給し、現像を行う現像装置において、現像装
置内で循環する現像剤と非接触に、現像剤担持体と対向
して磁性部材を配置し、上記磁界発生手段において、静
電潜像保持体の静電潜像を現像する現像位置より上記現
像剤担持体の回転方向下流側に、同極性の反発磁極を形
成し、上記磁性部材が、 上記反発磁極による反発磁界が
作用する範囲内であって、かつ、上記磁界発生手段の現
像磁極の磁界の影響を受けない現像剤流路外の位置に、
配置されている。
装置の第1の実施形態1の概略構成を図1とともに説明
する。この現像装置は、定位置に固定された複数の磁極
を有する磁界発生手段である固定磁石と、この固定磁石
を内包して回動自在に設けられ、当該固定磁石の磁気作
用により現像剤を表面に担持し搬送する現像剤担持体で
ある現像スリーブ1と、該現像スリーブ1表面に担持さ
れる現像剤層の層厚を規制する規制部材であるドクター
ブレード2と、現像スリーブ1に隣接され当該現像スリ
ーブ1から現像剤を受け取り、現像スリーブ1表面に現
像剤を供給する回転撹拌部材である撹拌ローラ3とを有
している。
現像剤を当該現像スリーブ1の回動により、静電潜像が
形成された静電潜像保持体である感光体ドラム4に対し
て現像剤を供給して現像を行っている。
た固定磁石として、感光体ドラム4の静電潜像に現像ス
リーブ1の現像剤を供給し現像する現像位置に現像磁極
N1と、現像磁極N1より現像スリーブ1の回転方向a
下流側の位置に回収磁極S1と、現像磁極N1より現像
スリーブ1の回転方向a上流側の位置に搬送磁極S2と
が配置されている。
回収磁極S1の磁界が及ぶ範囲で現像装置のケーシング
5の外側に、回収磁極S1との間に略垂直方向の磁界を
形成する磁性部材6を一体的に固定配置している。この
磁性部材6としては、例えば、固体磁石、磁性粉を含有
したプラスチック磁石、磁化された金属等、それ自体が
磁極を有しているものでよいし、鉄、ニッケル等の金属
や、磁性粉含有プラスチック等、搬送磁極の磁力で磁化
される磁性体であってもよい。
撹拌により摩擦帯電され搬送された現像剤は搬送磁極S
2の位置で現像スリーブ1表面に担持され、ドクターブ
レード2によって最適な層厚に規制された後、現像位置
まで搬送されて感光体ドラム4表面の静電潜像を現像し
可視像化する。
像剤には画像に対応した画像ムラ(静電潜像に対応した
部分の現像剤が感光体ドラム4に移り現像スリーブ1表
面上に残る現像剤)ができ、この画像ムラを有する現像
剤は現像スリーブ1の回転により回収磁極S1の位置ま
で搬送される。
部材6が設けられているため、回収磁極S1と磁性部材
6との間に形成される磁界によって現像剤が現像スリー
ブ1の表面から除去される。
面の現像剤搬送方向に対し略垂直方向に作用するため、
移動する現像剤層中に速度差が発生する。したがって、
現像剤搬送方向に対して略垂直方向の撹拌が可能とな
り、現像剤の現像スリーブ1表面からの引き剥がし作用
が発生する。
磁界を利用しないので、現像磁極N1の下流側に同極性
の2個の磁極を隣接配置させるといった高精度の着磁を
必要としないのでコスト上昇を抑えることができる。ま
た、上記磁性部材6は、現像剤流路中に配置されるもの
でないので、現像装置の現像容器内の現像剤の流動状態
を撹拌したり、現像剤に過大なストレスを与えたりする
ことがない。
は回収磁極S1に対向する位置のみであるが、これに限
定されるものではない。例えば、回収磁極S1に対向す
る上記位置の他に、回収磁極S1に対向する位置に対す
る現像スリーブ1回転方向の上流側若しくは下流側の位
置に配置してもよく。また、上流側及び下流側の両位置
に配置してもよい。
2とともに説明する。この第1の実施形態2は第1の実
施形態1の磁性部材6の配置の変形例であり、図2に示
すように、磁性部材6の現像スリーブ1の回転方向a下
流側の磁界強度を強くするために、磁性部材6の回転方
向下流側の厚みを厚く形成している。
3とともに説明する。この第1の実施形態3は第1の実
施形態1の磁性部材6の配置の変形例であり、図3に示
すように、磁性部材6の現像スリーブ1の回転方向a上
流側を回収磁極S1の磁界の及ぶ範囲で現像磁極N1の
磁界の影響を受けない位置まで延設し、磁性部材6の回
転方向a下流側をケーシング5を内側に凹部形状に形成
し、この凹部5a部分に磁性部材6の下流側を延設して
配置している。
4とともに説明する。この第1の実施形態4は第1の実
施形態3の磁性部材6の配置の変形例であり、図4に示
すように、回収磁極S1の磁界の及ぶ現像スリーブ1の
回転方向a下流側のケーシング5を現像スリーブ1側へ
突出させた突出部5bを形成し、この突出部5bの撹拌
ローラ3側の面に磁性部材6を配置している。
る磁性部材6の長手方向の長さL1は、図5に示すよう
に、現像スリーブ1の着磁幅L2と略等しいか、着磁幅
L2より短く形成されている。これは、磁性部材6の長
手方向の長さL1が現像スリーブ1の着磁幅L2よりも
長い場合には、現像剤搬送磁極S2の着磁領域外に現像
剤が回り込み、現像スリーブ1端部の軸受け部に侵入
し、トナー凝集、トナー飛散、現像剤落ち、現像スリー
ブ1の固着等の原因となるため、現像剤の軸受け部への
侵入を防止するためである。
装置を搭載した画像形成装置(シャープ製デジタル複写
機AL−1000)による耐刷試験の結果と試験結果の
評価を図6に示す。図6の耐刷試験は、Macdeth社製PR
OCESS MEASUREMENTS RD914型で画像濃度の測定を
行い、NIPPON DENSYOKU社製Color Meter ZE20
00型でカブリ濃度の測定を行い、その結果、現像剤循
環性評価(現像スリーブ上の現像剤引き剥がし性),ト
ナー凝集,現像スリーブへのトナーフィルミング,トナ
ー外添剤の付着状態を示したものである。
拌ローラの撹拌部のトナー濃度差で評価した(循環性が
悪いと現像スリーブ上のトナー濃度が低くなる。)。ト
ナー凝集は、現像剤をサンプリングし、市販の電子顕微
鏡で観察し、トナー凝集なし:○、トナー粒子の2〜5
倍の凝集体あり:△、トナー粒子の5倍以上の凝集体あ
り:×印を付した。現像スリーブへのトナーフィルミン
グは、現像スリーブ表面を目視により観察し、フィルミ
ングなし:〇、淡く筋上にトナーが付着:△、明らかに
トナーが融着:×印を付した。キャリア表面のトナーフ
ィルミングは、現像剤からトナー除去後のキャリアを堀
場製作所製(金属中炭素分析装置EM1A−110)で
炭素量を測定し、フィルミングなし(炭素量0%):
〇、トナー濃度1.0%相当の炭素量:△、トナー濃度
1.0%超相当の炭素量:×印を付した。トナー外添剤
の付着状態は、現像剤をサンプリングし、トナー表面を
市販の電子顕微鏡で観察し、撹拌前トナーの外添剤付着
状態と同じ:〇、撹拌前トナーの外添剤付着粒子数より
10〜30%減少:△、撹拌前トナーの外添剤付着粒子
数より30%超減少または埋没が認められる:×印を付
した。
実施形態1〜実施形態4と比較を行うためのものであ
り、比較例1は図7に示すように磁性部材を備えていな
いものであり、比較例2は図8に示すように磁性部材1
6の現像スリーブ1の回転方向上流側を感光体ドラム4
近傍で現像磁極N1の磁界が及ぶ位置まで延設したもの
であり、比較例3は図9に示すように磁性部材16の現
像スリーブ1の回転方向上流側を現像スリーブ1側へ延
設し、下流側を現像スリーブ1と撹拌ローラ3との対向
部分で現像剤流路内まで延設したものである。
〜実施形態4の場合はいずれも良好な結果が得られてお
り、比較例1〜比較例3の場合は、トナー濃度の低下、
トナー凝集或いはトナーフィルミング、トナー表面への
外添剤付着等の不具合が発生しているのが分かる。
2の実施形態1の概略構成を図10とともに説明する。
この現像装置は、定位置に固定された複数の磁極を有す
る磁界発生手段である固定磁石と、この固定磁石を内包
して回動自在に設けられ、当該固定磁石の磁気作用によ
り現像剤を表面に担持し搬送する現像剤担持体である現
像スリーブ11と、該現像スリーブ11表面に担持され
る現像剤層の層厚を規制する規制部材であるドクターブ
レード2と、現像スリーブ11に隣接され当該現像スリ
ーブ11から現像剤を受け取り、現像スリーブ11表面
に現像剤を供給する回転撹拌部材である撹拌ローラ3と
を有している。
た現像剤を当該現像スリーブ11の回動により、静電潜
像が形成された静電潜像保持体である感光体ドラム4に
対して現像剤を供給して現像を行っている。
れた固定磁石として、感光体ドラム4の静電潜像に現像
スリーブ11の現像剤を供給し現像する現像位置に現像
磁極N1と、現像磁極N1より現像スリーブ11の回転
方向a下流側の位置に回収磁極S1と、該回収磁極S1
とともに反発磁界を形成する反発磁極S3と、現像磁極
N1より現像スリーブ11の回転方向a上流側の位置に
搬送磁極S2と、この搬送磁極S2の下流側に磁極N2
とが配置されている。
形成される反発磁界の及ぶ現像スリーブ11の回転方向
a下流側のケーシング5を現像スリーブ11側へ突出さ
せた突出部5bを形成し、この突出部5bの撹拌ローラ
3側の面に磁性部材6を配置している。
すように、現像スリーブ11の中心から回収磁極S1を
通る直線xと、現像スリーブ11の中心から反発磁極S
3を通る直線yとにより囲まれて反発磁界が及ぶ範囲z
内に配置される。
撹拌により摩擦帯電され搬送された現像剤は搬送磁極S
2の位置で現像スリーブ11表面に担持され、ドクター
ブレード2によって最適な層厚に規制された後、現像位
置まで搬送されて感光体ドラム4表面の静電潜像を現像
し可視像化する。
現像剤には画像に対応した画像ムラ(静電潜像に対応し
た部分の現像剤が感光体ドラム4に移り現像スリーブ1
1表面上に残る現像剤)ができ、この画像ムラを有する
現像剤は現像スリーブ11の回転により回収磁極S1と
反発磁極S3とで反発磁界が形成されている位置まで搬
送される。
設けられているため、反発磁界に伴う現像剤保持力の低
下とあいまって、磁性部材6の磁力が作用して現像剤が
現像スリーブ11の表面から除去される。
表面の現像剤搬送方向に対し略垂直方向に作用するた
め、移動する現像剤層中に速度差が発生する。したがっ
て、現像剤搬送方向に対して略垂直方向の撹拌が可能と
なり、現像剤の現像スリーブ11表面からの引き剥がし
作用が発生する。
磁界の現像剤保持力の低下と磁性部材6の磁力との相乗
効果により、現像剤の引き剥がしを効率よく行うことが
できる。また、上記磁性部材6は、現像剤流路中に配置
されるものでないので、現像装置の現像容器内の現像剤
の流動状態を撹拌したり、現像剤に過大なストレスを与
えたりすることがない。
は回収磁極S1に対向する位置のみであるが、これに限
定されるものではない。例えば、回収磁極S1に対向す
る上記位置の他に、回収磁極S1に対向する位置に対す
る現像スリーブ11回転方向の上流側若しくは下流側の
位置に配置してもよく。また、上流側及び下流側の両位
置に配置してもよい。
搬送用磁極と磁性部材との間で磁界を形成することで、
現像剤担持体表面の現像剤搬送方向に対して略垂直方向
に磁界が作用させることができるため、移動する現像剤
層中に速度差が発生し、現像剤搬送方向に対し略垂直方
向の撹拌が可能となり、現像剤の引き剥がし作用が発生
して、現像剤担持体上からの現像剤の引き剥がしが行な
われ、現像剤の循環を容易に行うことができるととも
に、磁性部材が現像剤流路外に配置されているため、現
像剤へのストレスがないので、現像剤凝集、現像剤担持
体表面の現像剤フィルミング、現像剤中のキャリアへの
トナーフィルミング、現像剤中のトナー表面の外添剤の
脱落若しくは埋没を防止することができ、簡素かつ小型
で安価の構造により、長期間にわたり、地肌のカブリが
ない、高濃度かつ濃度が均一で、トナー飛散のない画像
を安定して得ることができる。
材の幅が現像剤搬送磁極の幅よりも長い場合のように現
像剤が現像剤搬送磁極の着磁領域外に回り込み、現像剤
担持体の端部の軸受けに侵入することなく、現像剤中の
トナーの凝集、トナー飛散、現像剤落ち、現像剤担持体
の固着等を確実に防止することができる。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
図である。
の結果を示す説明図である。
較例1を示す断面図である。
較例2を示す断面図である。
較例3を示す断面図である。
断面図である。
反発磁界の及ぶ範囲を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】定位置に固定された複数の磁極を有する磁
界発生手段と、 該磁界発生手段を内包して回動自在に設けられ、当該磁
界発生手段の磁気作用により現像剤を表面に担持し搬送
する現像剤担持体と、 該現像剤担持体表面に担持される現像剤層の層厚を規制
する規制部材と、 上記現像剤担持体に隣接し、当該現像剤担持体から現像
剤を受け取り、現像剤担持体表面に現像剤を供給する回
転撹拌部材とを有し、 上記現像剤担持体に担持された現像剤を、当該現像剤担
持体の回動により、静電潜像が形成された静電潜像保持
体に対して供給し、現像を行う現像装置において、現像装置内で循環する現像剤と非接触に、現像剤担持体
と対向して磁性部材を配置し、 上記磁性部材が、 上記磁界発生手段のうち、静電潜像保持体の静電潜像を
現像する現像位置より、上記現像剤担持体の回転方向下
流側に位置する現像剤搬送用磁極の磁界が及ぶ位置であ
って、 かつ、上記磁界発生手段の現像磁極の磁界の影響を受け
ない現像剤流路外の位置に、 配置されていることを 特徴とする現像装置。 - 【請求項2】上記磁性部材は、上記磁界発生手段の現像
剤搬送磁極の着磁幅と略同一若しくは着磁幅より短い幅
に形成されたことを特徴とする請求項1記載の現像装
置。 - 【請求項3】定位置に固定された複数の磁極を有する磁
界発生手段と、 該磁界発生手段を内包して回動自在に設けられ、当該磁
界発生手段の磁気作用により現像剤を表面に担持し搬送
する現像剤担持体と、 該現像剤担持体表面に担持される現像剤層の層厚を規制
する規制部材と、 上記現像剤担持体に隣接し、当該現像剤担持体から現像
剤を受け取り、現像剤担持体表面に現像剤を供給する回
転撹拌部材とを有し、 上記現像剤担持体に担持された現像剤を、当該現像剤担
持体の回動により、静電潜像が形成された静電潜像保持
体に対して供給し、現像を行う現像装置において、現像装置内で循環する現像剤と非接触に、現像剤担持体
と対向して磁性部材を配置し、 上記磁界発生手段において、静電潜像保持体の静電潜像
を現像する現像位置より上記現像剤担持体の回転方向下
流側に、同極性の反発磁極を形成し、上記磁性部材が、 上記 反発磁極による反発磁界が作用する範囲内であっ
て、 かつ、上記磁界発生手段の現像磁極の磁界の影響を受け
ない現像剤流路外の位置に、 配置されていることを 特徴とする現像装置。
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