JPS6030946B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に電子写真複写機に適用する現像装置に関
するものであり、更に詳細には磁気ブラシ現像装置の改
良に関するものである。

従来電子写真複写機に適用される現像装置としては、パ
ウダークラゥド法、カスケード法、磁気刷子法等による
ものが知られているがこれらは各々異なつた特性を有し
ており、各特性に応じて各方面で実用に供されている。

この内、パウダークラウド法、カスケード法の場合、現
像トナーは感光体表面の静亀潜像の電界額度の大なる所
、即ち原稿画像濃度の不連続部に集中され、この部分の
再生画像が強調して得られるいわゆる周辺効果の発生が
あることから、事務用文書複写の再現性には長所を有す
るものである。しかしながらこれは一般的なトーン画像
の再現、即ち原稿画像の濃度が連続的に変化する部分の
再現には短所として表われるのである。またパウダーク
ラウド法、カスケード法いずれの場合も、その現像城を
広範にする必要がある為に、現像装置自体の容積も大型
になる欠点を有している。これに対し、磁気剛子法の場
合は、鉄粉、現像トナーの混合から成る現像剤を磁石に
吸着し、磁極部分において現像剤を刷子状に形成させ感
光体上の静亀潜像を摺藤することにより現像し、画像再
生するものである。

このとき、この鉄粉自体は柔かし、現像電極として働く
為、現像トナーを静露潜像の電荷密度に比例して付着さ
せることが可能、即ちトーン画像の再生に適しているも
のである。また現象装置自体としても４・型に構成でき
る特徴を有している。この磁気刷子現像装贋の更に改良
型として、磁石棒の円周方向に磁極性を順次逆極性に並
べ、その外周に非磁性体を設けてこの両者を相対的に移
動させることにより、非磁性体表面の磁極対応部分に磁
気刷子を形成し、これにより被現像面を柔かく摺擬し現
像する方式も知られている。

この方式による被現像面の静軍潜像の電荷量と、これに
対する現像トナーの付着量の関係は、第１図イにａ線で
示す如くなる。

即ち、電荷量と付着トナー量の関係は比例関係にあるの
であるが、この関係を第１図口に示す如く複写画像の原
稿画像濃度Ｄｏ−複写画像濃度Ｄｃ特性で表わすと、濃
度Ｄｏの画像濃度のある一定濃度において、濃度Ｐｃは
飽和状態となる。このためＤｏの該一定濃度以上の画像
濃度部においてトーン画像を識別できなくなるものであ
る。これは、複写材上に付着するトナーが、被現像面を
１〜２層覆ってしまった後では、トナー層が更に増して
も複写画像濃度Ｄｃが変らないことを示しており、該複
写像は感覚的に極めて硬調画像の印象を与えるものであ
る。

この画像の印象をより軟調化しようとすると、被現像面
への付着トナー量は第１図イにｂ線で表わされる特性を
持たなければならないが、このときには文字画像の再現
性が低下するという欠点を生じる。本発明は上記従来の
各現像法における長所を全て備え、更に新しい作用効果
を得る新規なる現像装置を提供することを目的とするも
のである。

即ち、本発明の現像装置は、定位層に固設された複数の
磁極を有する磁界発生手段と、この磁界発生手段を囲擁
して回動するように設けられた非磁性部村とを有し、磁
界発生手段が非磁性部材の表面に形成する磁気作用によ
り現像剤を非磁性部材表面に保持し、非磁性部材を回動
させて潜像が形成された被現像面に現像剤を供給して現
像を行う現像装置であって、磁界発生手段の複数の磁極
のうち被現像面に近接し且つ互いに隣接する磁極を同極
性として反発磁界を形成し、この同極磁極が被現像面に
近接する位置で非磁性部材と被現像面とを同方向に移動
させて現像を行う現像装置である。以下本発明の電子写
真現像機装置について、図面を用いて詳細に説明する。

第２図は本発明の現像装置を転写式電子写真複写機に適
用した例を示す構成説明図である。

図において、１は絶縁層、光導電性層、導電性支持層を
有するドラム型電子写真感光体であり、該感光体表面は
一次コロナ放電器２により任意の極性に全面が均一に帯
電され、次いで二次コロナ放電同時画像露光器３により
、一次帯電極性と逆極性のＤＣコロナ放電、或いはＡＣ
コロナ放電と同時に画像露光が行なわれる。次いで必要
に応じて全面露光部４により全面露光が行なわれ、感光
体表面には高コントラストの静電潜像が形成される。該
静電潜像は次いで本発明の現像装置５により頭像化され
て、該顕画像は、転写コロナ帯電器６によ転写電界の作
用のもとに転写材Ｐに転写され、感光ドラムより分離さ
れた後、定着ローフー７により加熱定着されるものであ
る。該転写工程により未転写のトナ−粉末は、清掃器８
内のクリーニングプレード９により感光ドラム上により
掻き取られた後、搬送スクリュー１０により感光ドラム
回転軸方向端部に搬送され、該端部に接して設けられた
トナー回収ダクト１１を通って、現像器５中に回収され
、再使用に供される。

回収ダクトＹＩＩ内でのトナー架橋防止のため、ダクト
部材には、ダクトの殴打部材（弾性材）１２が取りつけ
られている。また感光ドラム端部には、殴打部材の駆動
ピン１３が取りつけられていて、該駆動ピンと殴打部材
による振動作用により、未転写トナーは、確実に現像装
置内に回収されるものである。上記現像装置には、現像
剤の現像能力測定のため、キャリアートナー・ブレイク
ダウン電圧変化検出法による、現像剤中のトナー濃度検
出装置が設けられており、該濃度検出装置の検出信号に
より、適時ホッパー１４からコンク現像剤が補給される
ものである。

コンク現像剤は、４０〜５０％重量比のキャリアを含ん
でおり、該コンク現像剤補給により現像装置中に増えた
キャリアは、現像装置からオーバーフローをして排出さ
れる。この方法において、補給剤中の新キャリアと現像
装置中の旧キャリアは、常に混り合った状態で存在して
おり、再嫁再生は長期に渡り安定した状態で継続される
ものである。さらに本現像装置には、新規なるトナーの
飛散防止装置が具備されており、従来の乾式複写機には
不可欠であった飛散トナーを回収するための吸引ブロア
及びトナー櫨過フィルターを設ける必要がない結果、コ
ンパクトな乾式複写機の設計が可能となるものである。

次に本発明の現像装置の具体的構成について詳述する。

第３図は本発明の現像装置の断面図である。現像容器Ｄ
Ｃ中には固定磁気ローラー１５、及び矢印方向に回転す
る回転非磁性体スリーブ１６が収容されている。該磁気
ローラー１５の磁極配置は、現像剤搬送磁極Ｎ１、現像
剤くみ上げ磁極Ｓ２，Ｎ３、現像磁極Ｓ４，Ｓ５の極構
成から成り、特に図面に示すように感光ドラム１７に対
する現像位置には、磁極Ｓ４，Ｓ５の同極性が並ぶよう
に肴磁した磁気ローラーから成るようにしたことを特徴
とするものである。上記構成において、磁極ＮＩで搬送
されてＳ２，Ｓ３でくみ上げられた現像剤は、ドクター
ブレード１８により現像剤の厚さが２〜３帆に一定量規
制された後、感光ドラム面を摺際する。

該ドクターブレードの位置形状及び該規制位置における
磁束の強さは、スリーブ廻りの現像剤の安定規制、及び
、スリーブの駆動トルクの大４・を決定づける性格を持
つ。本装置において現像剤規制は、くみ上げ磁極近辺で
、ナイフエッジ形状のドクターブレード１８を用いて行
い、さらにスリーブ表面には、ローレツト加工を施して
、規制位置の磁束強度を制限した構成で現像剤の安定搬
送くみ上げを実現したため、高速複写現像装置に必要な
、低駆動トルク現像装置の開発が可能となったものであ
る。現象剤くみ上げ用磁極Ｓ２，Ｓ３の後位置には、現
像用磁極としてＳ４，Ｓ５が配置されており、この隣り
合った同極により反発磁界が形成されており（磁界及び
磁力については第３図イ，口を参照）、そのＳ４，Ｓ５
のほぼ中央部で磁力の強さはほぼ０となっている。

このため磁極Ｓ２，Ｎ３によりくみ上げられた現像剤は
、非磁性体が矢印方向に回転することによってＳ４に到
達すると、前記反発磁界とスリーブの遠心力との作用に
より現像剤は非磁性円筒表面に対して、垂直方向にはじ
かれてバラバラ分散し非磁性円筒表面から離れ、実質的
に現像電極効果を弱めた状態で感光ドラム面に衝突して
静電潜像を現像する。これは丁度カスケード現像法にお
けるように分散した現像剤が感光体表面を移動しながら
静電潜像を現像する現象が生じる。このとき感光ドラム
１７は矢印方向に移動しているので、感光体表面に衝突
した現像剤は次いでＳ５が近づくと、ここで再び非磁性
体表面上に吸引され、再び非磁性体上での運敷が行なわ
れる。上記現像剤がＳ４からＳ５に到るとき、この両磁
極の中央部分では非磁性体と感光ドラムとの間に実質的
に磁束強度〜０、すなわち磁力がほとんど作用しない状
態で前記現像剤の動きが行なわれる。このときキャリア
一粒子間の相互引力性が弱められる結果、前記磁性スリ
ーフの遠心力と反発磁界との作用により、パウダークラ
ウド状態が生ずる。そして更に、同極磁極Ｓ４，Ｓ５が
感光ドラムに対面する現像位置で、感光ドラムと非磁性
円筒を同方向に回転させることで、上記反発磁界の存在
、及びこの同方向回転により現像剤を現像位置に引き込
む現像剤搬送力との協同作用により、現像剤が感光ドラ
ム面を移動していわゆるカスケード的、パウダークラウ
ド法規像が行なわれるものである。このように現像部に
おいて磁石の磁極をＳ４，Ｓ５と同極性を並べて反発磁
界を形成したこと、非磁性円筒と感光体との同方向移動
を利用したことにより、従来から持っている磁気嵐Ｕ子
現像の長所に、更に上記述べた如き分散させたトナー現
像電極効果を弱めたカスケード的パウダークラウド的現
像現象により、両方の長所をも加わった文字再現性、及
び高い画像濃度部においてもトーン画像再現性の極めて
良好な現像画像を得るものである。

図の１９，２川ま、現像剤仕切り板２１をはさんで対に
置かれた、現像剤の搬送兼燈梓スクリュウであり、現像
剤の移動はスクリュゥ２０１こより奥方向に搬送され、
スクリュウ２０の奥側端部に設けられた反転スクリュウ
、及び仕切り板２１端部に設けられた現像剤移動穴を通
してスクリュウ１９に渡され、このスクリュウ１９によ
って手前側に搬送されて行なわれる。搬送スクリュウ１
９，２０の構成を用いるときには、スクリュウ１９と２
０の搬送能力比を６：１０〜８：１０に選ぶと、スリー
ブ長手軸万向にわたって極めて均一に現像剤を分布させ
ることができる。次に第４図に本発明現像装置の別の実
施態様を示す。

第２図と同じ符号で示したものは同じものを指す。第３
図においては、第２図に示した現像用磁気刷子回転体の
下方に、固定磁気榛２２とこの外周に矢印方向に回転す
るように設けられた非磁性円筒２３と、この外周に摺擬
するドクターブレード２４とを有する現像剤回収用回転
体が配ざれている。固定磁気棒の磁極配置は図示の如く
であり、現像用磁気席Ｕ子回転体にて現像され、感光体
表面に付着した現像剤（キャリアも多少含んでいる）と
、現像後、現像用磁気刷子回転体表面に乗っている現像
剤は、現像剤回収用回転体の磁力により引きつけられ非
磁性円筒上に吸引される。そしてその後該非磁性体円筒
表面に摺擬されたブレード２４により除去され、再び現
像に供されるものである。この現像剤回収用回転体の適
用は、感光体表面に付着した過剰の現像トナ−と不要な
キャリア等を除去できるため、複写画像の背景部へのカ
ブリ防止、キャリア等による感光体表面の傷つけ防止、
現像剤の節約等多大の効果を得るものである。次に第５
図イ，口，ハ，二に現像用磁気刷子回転体の固定磁気棒
の着磁配置について各種示してあるが、感光体に対する
現像部に対する現像部において第２図実施例に説明した
現像を利用したものであれば、この他の磁極配置も適用
可能である。

以上第１図〜第５図を用いて、本発明現像装置について
説明したが、本発明による改良により従来の磁気刷子現
像によるトーン画像の優良性に加え、反発磁界部分にお
いて生じるカスケード的パウダークラゥド的現像による
文字再現性の優良性をも得る極めて理想的な現像ができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イは電荷量と付着トナー量の関係を示すグラフ、
第１図口は原稿画像濃度と複写画像濃度の関係を示すグ
ラフ、第２図は本発明現像装置を電子写真複写機に適用
した例を示す構成説明図、第３図、第４図、第５図は本
発明現像装置の各種実施態様を示す構成説明図である。 図において、１５は固定磁石棒、１６は回転非磁性円筒
、１７は感光ドラム、１８はドクターブレードである。
旨づ図第２図 第３図 菊４図 菊Ｓ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 定位置に固設された複数の磁極を有する磁界発生手
   段と、この磁界発生手段を囲撓して回動するように設け
   られた非磁性部材とを有し、磁界発生手段が非磁性部材
   の表面に形成する磁気作用により現像剤を非磁性部材表
   面に保持し、非磁性部材を回動させて潜像が形成された
   被現像面に現像剤を供給して現像を行う現像装置であつ
   て、磁界発生手段の複数の磁極のうち被現像面に近接し
   且つ互いに隣接する磁極を同極性として反発磁界を形成
   し、この同極磁極が被現像面に近接する位置で非磁性部
   材と被現像面とを同方向に移動させて現像を行うことを
   特徴とする現像装置。