JPH03196168A - 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） 本発明は複写機やレーザビーム・プリンタといった画像
形成装置に用いられる現像装置に関し、詳しくは２成分
現像剤を用いて感光体上の静電潜像を現像するようにし
た現像装置に関するものである。

（従来の技術） この種の現像装置には、スリーブ内に磁石を有する現像
ローラが用いられる。２成分現像剤はトナーとキャリヤ
とからなり、攪拌しながら搬送され現像ローラに供給さ
れる。トナーはこの攪拌によって接触帯電されるもので
通常絶縁体とされ、従来は非磁性トナーが主流であった
が、近時トナーの磁気的拘束を高めてトナーの噴煙を防
止すると言ったことのために、磁性トナーも用いられて
いる。

現像ローラは供給される現像剤をスリーブの表面に磁石
の作用にて担持してスリーブまたは磁石の回転により感
光体へ搬送、供給し、感光体上に形成されている静電潜
像を現像する。

この現像に供された後の現像ローラ上の現像剤を現像ロ
ーラから一旦引き離して現像ローラ上での現像剤の量的
な安定と入れ換えを図るのに、例えば現像ローラの感光
体と対向する現像位置とは反対の側のスリーブ面に同一
磁極が並ぶ同極着磁部（以下単に同極部と称す）を設け
、それら同一磁極間で形成する反発磁界によって現像ロ
ーラから現像剤を離脱させ、現像装置内へ落下、還元さ
せるようなことが行われる。

しかしキャリヤは磁性体であるめに、現像ローラ内の磁
石や現像ローラのバイヤス電圧の吸引作用をうけやすく
、現像ローラの特に両端部で前記反発磁界を乗り越えて
回り込み現像ローラのスリーブ上に吸引保持され続ける
ことがある。これが生じると現像ローラ上現像剤のトナ
ー比が低下するし、キャリヤ過剰状態となるので、濃度
不足や画像白地部分へのキャリヤ付着の原因となる。ま
た現像ローラ端部での現像剤詰りをひき起こす可能性も
ある。また磁性トナーが用いられるとき、これも自身の
磁性のために非磁性トナーの帯電しているだけのトナー
の場合よりも現像ローラのスリーブ上に付着したままに
なりやす（、いわゆるスリーブ現像の状態を招きやすい
。スリーブ現像状態が生じると画像の白地部分にもトナ
ーが付着するいわゆるカプリが生じる。

従来これに対処するのに、現像ローラのスリーブ面にス
クレーパやファーブラシを働かせて現像剤を強制的に掻
き落とすか、あるいは現像ローラのバイヤス電圧を低く
抑えてキャリヤやトナーが付着しにくいようにしている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしスクレーバやファーブラシによる強制的な除去方
式であると、現像剤に及ぼすストレスが大きく現像剤の
劣化を早期に招いたり、現像装置の駆動トルクが増大し
たりする。また現像バイヤス電圧を制限するのではそれ
だけ現像条件の設定が不自由になり、各種の場合に対応
しにくくなる。

そこで本発明は現像ローラからの現像剤の回収構造を改
良して、前記のような問題を解消することができる現像
装置を提供することを課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような課題を解決するため、２成分現像
剤を使用する現像装置において、現像剤を感光体へ搬送
、供給する現像ローラの背後にスリーブ内に磁石を内蔵
する現像剤の搬送可能な磁石クリーニングローラを設け
、現像ローラの磁石クリーニングローラと対向するスリ
ーブ面は、同一磁極が並ぶ同極部とされていることを特
徴とするものであり、現像装置はトナーが磁性トナーで
ある２成分現像剤を使用するものであってもよい。

（作　　　用） 現像ローラに供給される２成分現像剤は、現像ローラの
回転によって感光体へ搬送、供給されて現像に供された
後、さらに背後へと搬送される。この背後のスリーブ面
には同極部があり、その同極部の各磁極間に形成してい
る反発磁界が、現像ローラの背後に搬送されてくる現像
剤の、磁性を持ち現像ローラに吸引保持されているキャ
リヤ、および帯電を受けないしは磁性を持ってキャリヤ
および現像ローラに吸引保持されているトナーとを、ス
リーブ面から磁気的に引き離すように働くのに加え、現
像ローラの背後にはまたそれに対向した磁石クリーニン
グローラがあり、その磁気作用も、前記現像ローラの背
後に搬送されてくる現像剤のキャリヤおよびトナーを現
像ローラから磁気的に引き離すように働いて転移させる
と共にその転移部から搬送するので、帯電のみのトナー
は勿論、磁性を持ったキャリヤやトナーであっても、前
記２つの磁気的な引き離し作用によって現像ローラから
確実に引き離して保持し他へ搬送することができる。

（実　施　例） 以下本発明の実施例を図に基づき説明する。

第１図、第２図は本発明の第１の実施例を示す画像形成
装置の感光体まわりの断面図および現像器の要部拡大断
面図である。第１図に示すように感光ドラム１のまわり
には帯電チャージャ２、複写機やレーザビーム・プリン
タでの画像露光部３、現像器４、転写、分離チャージャ
５、６、分離爪７、クリーニング・ブレード８、および
イレーザ・ランプ９が感光ドラム１の回転方向に順次配
設されている。これによって感光ドラム１は帯電チャー
ジャ２によって一様に帯電された感光面を画像露光部３
での画像露光に供し、表面に静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は次の現像器４によって現像され、その現像
像はそれと先端どうしが一致するようレジスタローラ２
３でタイミング調整されて搬送されて（る転写シートに
転写チャージャ５によって転写される。感光ドラムｌの
転写後の表面はクリーニング・ブレード８によって残留
トナーを除去され、かつイレーザ・ランプ９による除電
と帯電チャージャ２による帯電とを受けた後、次の露光
に供される。

現像器４は第２図に示すように、ハウジング１０内に感
光ドラム１に近接して配設された２つの現像ローラ１工
、１２を持っている。これら現像ローラ１１．１２の背
後には補給ローラ１３が、また補給ローラ１３の背後に
はバケットローラ１４がそれぞれ設けられている。

現像ローラ１１．１２および補給ローラ１３は共に回転
駆動されるスリーブ１５．１６．１７の中に固定磁石Ｎ
、Ｓを持っている。第１図及び第２図において現像ロー
ラ１１．１２、補給ローラ１３及び後に説明する磁石ク
リーニングローラ２１の中のマグネット部に放射状に示
す直線は、それぞれローラの中心から周辺部に向かう磁
性の方向を示している。なお、Ｍ、は現像剤の補給系の
駆動モータで、２４はその伝達ギヤ、Ｍ２は現像ローラ
１１．１２の駆動モータで２５はその伝達ギヤである。

そして現像条件は例えば、 感光ドラムの感光層：Ｓｅ 感光ドラム表面電位：＋９００Ｖ 現像バイヤス電圧　：＋４００Ｖ とされる。

以上の設定で従来通りに現像が行われる場合、ハウジン
グ１０内の現像剤１８はパケットローラエ４によって攪
拌、混合されながら搬送されて補給ローラ１３に供給さ
れる。補給ローラ１３上に供給された現像剤工８は現像
剤規制ブレード１９によって一定の層厚に規制されなが
ら上現像ローラ１１へ搬送、転移される。上現像ローラ
１１に転移された現像剤１日は感光ドラム１へ搬送、供
給されて感光ドラム１上の静ｔｊＩＷＪ像を現像する。

上現像ローラ１１上で現像に供された後の現像剤１８は
、さらに上現像ローラ１２へ搬送、転移されて感光ドラ
ム１上の静電潜像を再度現像する。

ここで上下現像ローラ１１．１２の感光ドラム１と対向
する側と反対の背後部分は磁石の同一極が並ぶ同極部１
１ａ、１２ａとされ、それらの同極間に形成する反発磁
界によって搬送している現像剤をそれぞれのスリーブ１
５．１６上から引き離すようになっている。また補給ロ
ーラ１３の上現像ローラ１１との対向部を過ぎた背後部
にも同極部１３ａが設けられており、補給ローラ１３か
ら上現像ローラ１１に供給された後の現像剤１８がさら
に搬送され同極部１３ａに到ったときその現像剤１８を
スリーブ１７から引き離すようになっている。

現像ローラ１１．１２および補給ローラ１３から引き離
された現像剤はハウジング１０内に落下し、回収される
。回収された現像剤はハウジング１０内で他の現像剤と
再度混合、攪拌されて所定のトナー濃度に回復した後再
使用される。

ところで感光ドラム１上に形成される静電潜像の白地対
応部分、つまりバックグラウンド部分は表面電位が＋１
ｏｏｖと、現像バイヤス電圧＋４００■よりも一様に低
いベタ白部分であって、現像ローラ１１．１２との間で
トナーが現像ローラ１１，１２の側に静電的に引き寄せ
られるようにする。そしてこのベタ白部分は広い面積に
亘って存在し、その存在の比率および頻度が高いので、
現像ローラｌＬ１２は繰り返し使用されている間に現像
時消費されなかった現像剤１８のトナーがそれらのスリ
ーブ１５１６の表面に付着したままとなり、それらの背
後の同極部１１ａ、１２ａに到ってもその反発磁界によ
ってはスリーブ１５．１６から引き離されない。この現
象はトナーが磁性トナーであることによって強く現れ、
スリーブ１５．１６の同極部１１ａ、１２ａを経た後も
表面に付着したままとなるいわゆるスリーブ現像の現象
を招きやすい。

このようなスリーブ現像状態ではトナーが持っているマ
イナス電荷によって現像バイヤス電圧による現像電位が
低下し、ベタ白部にカブリが生じる。またトナーが磁性
トナーでなくスリーブ現像を起こしにくくても、キャリ
ヤが感光ドラム１側へ回り込み、トナー濃度の低下やキ
ャリヤのヘタ白部への付着と言ったことが生じる。

従来これらのことを防止するのに、各スリーブ１５．１
６にスクレーバやファーブラシを働かせることか行われ
ている。しかしトナーは粒径がＩＯμ前後と極く小さい
ため、スクレーパ等をすり抜けたり、またそのときのス
トレスでトナーがスリーブ１５．１６に融着したりする
。

またこれらに伴いモータＭ２の駆動トルクが増大し、機
構的なストレスも大きくなる。

そこでこれを解消するために本実施例では各現像ローラ
１１．１２の背後に磁石クリーニングローラ２１を設け
ている。この磁石クリーニングローラ２１は回転駆動さ
れるスリーブ２２の内部に磁石Ｎ、Ｓが設けられると共
に、各現像ローラ１１．１２との間隙を０．２〜０．６
咽程度に設定されている。そしてスリーブ２２は前記伝
達ギヤ２５によって、現像ローラ１１１２よりも回転数
を極く小さくしである。

ここで下現像ローラ１１内の磁石は、感光ドラム１と対
向する現像部の上流側から下流側にかけてＳ、Ｎ、Ｓ、
Ｎ、Ｓの順に５本配設され、その最初と最後の磁石Ｓと
Ｓが現像ローラｌｌの背後のスリーブ１５表面に同極部
１１ａを形成している。

また下現像ローラ１２内の磁石は、感光ドラム１と対向
する現像部の上流側から下流側にかけてＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓ
、Ｎの順に５本配設され、その最初と最後の磁石ＮとＮ
が現像ローラ１２の背後のスリーブ１６表面に同極部１
２ａを形成している。

さらに磁石クリーニングローラ２１内の磁石は、上現像
ローラ１１の背後の同極部１１ａの略中央部と対向して
Ｎが、また下現像ローラ１２の背後の同極部１２ａのほ
ぼ中央部と対向してＳが設けられ、このＳとこれとはほ
ぼ反対側にある今１つのＳとで、磁石クリーニングロー
ラ２１の装置ハウジング１０内のパケットローラ６側に
向く背後のスリーブ２２表面に同極部２ｆａを形成して
いる。したがって磁石は３本配設されている。

なお補給ローラ１３内の磁石は、補給ローラ１３のパケ
ットローラ１４側下部から現像ローラ１１．１２側下部
にかけてＳ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓの順に７本配設さ
れている。

しかも以上によって、補給ローラ１３の磁石Ｎと上現像
ローラ１１の磁石Ｓとが対向し、上下各現像ローラ１１
、工２はそれらの磁石ＳとＮが対向するようになってい
る。

このようにした場合の現像時における現像剤１８の流れ
について説明する。

補給ローラ１３に供給された現像剤１８は、前記の場合
同様に現像剤規制ブレード１９の規制を受けて一定の層
厚にされた後、上現像ローラ１１へ搬送され、両ローラ
１３．１１の対向磁石Ｎ、Ｓ間に形成している吸引磁界
によって上現像ローラ１１へ転移される。下現像ローラ
１１上に転移した現像剤１８は感光ドラム１へ搬送され
現像に供される。その後現像剤１８はさらに下現像ロー
ラ１２へ搬送され、上下現像ローラ１１．１２の対向磁
石Ｓ、Ｎ間に形成している吸引磁界によって下現像ロー
ラ１２に転移される。下現像ローラ１２上に転移された
現像剤１８は感光ドラム１へ搬送され現像に供される。

その後現像剤１８は背後側へさらに搬送される。

以上の現像剤１８の流れにおいて、下現像ローラ１１上
の現像剤１８の一部は、前記ベタ白部分や現像剤１８の
キャリヤおよびトナーが持っている磁性の影響のために
下現像ローラ１２へ転移されず、またこのために下現像
ローラ１１の背後の同極部１１ａに回ってもまだ引き離
されないで再度感光ドラムｌ側へ回り込みやすい。

また下現像ローラ１２でも同様に現像に供された後の現
像剤が下現像ローラ１２の背後の同極部１２ａで下現像
ローラ１２から引き離されないで感光ドラム１側に回り
込もうとしやすい。

ところが各現像ローラ１１．１２の背後の各同極部１１
ａ、１２ａには磁石クリーニングローラ２１の磁石Ｎと
Ｓが対向しておりローラ２１側への吸引作用を及ぼして
いる。したがって各現像ローラ１１．１２の同極部１１
ａ、１２ａではそれらの同極間に生じている反発磁界に
よる現像剤の引き離し作用と、磁石クリーニングローラ
２１の磁石によるローラ２１側へのひき付は作用とが働
くことになる。これによって各現像ローラ１１．１２上
をそれらの同極部１１ａ、１２ａを越えて感光ドラム１
側に回ろうとする現像剤工８があっても、それをその同
極部１１ａ、１２ａにおいて磁石クリーニングローラ２
１の側に非接触状態で確実に転移させてその位置から他
へ搬送することができ、各現像ローラ１１．１２におい
て一旦現像に供された現像剤１８が再度感光ドラム１側
に回って現像に供されるようなことが解消される。

本発明者の実験によれば、１０万枚コピーした後も現像
特性に変化は見られず、カブリのない良好な画像を得る
ことができた。また磁石クリーニングローラ２１の回転
数は現像ローラに比べ大幅に小さくすることができるた
め、スリーブ回転に要するトルクは小さくて済み、現像
剤にストレスをほとんど与えないのでトナーの劣化も防
止することができる。

第３図は本発明の第２の実施例を示し、磁石クリーニン
グローラ２１を各現像ローラ１１．１２の他補給ローラ
１３にも０．２〜０．６■の間隙をもって近接させた点
で異なっている。

なお磁石クリーニングローラ２１の補給ローラ１３と対
向する部分は大きく離れた隣接磁石Ｎ、３間の中間点と
してあり、補給ローラ１３の磁石クリーニングローラ２
１に対向する部分には磁石Ｓが位置するようにしである
。

これによって、磁石クリーニングローラ２１が各現像ロ
ーラ１１．１２から回収した現像剤１８は、パケットロ
ーラ１４側に搬送される途中の磁石クリーニングローラ
２１と補給ローラ１３との近接部において、磁石クリー
ニングローラ２１側に磁石がなく補給ローラ１３側に磁
石Ｎがあることにより、補給ローラ１３側に幾分転移さ
れる。

この実施例によると磁石クリーニングローラ２１によっ
て回収している現像剤１８のトナーはその粒径が１０μ
と極く小さく、磁石クリーニングローラ２１の背後の同
極部２１ａに到っても磁石クリーニングローラ２１から
完全に引き離されないで付着したままになることがある
が、前記補給ローラ１３への幾分の転移を先に図ってお
くことによって磁石クリーニングローラ２１の同極部２
１ａでの現像剤１８の落下を確実に行わせることができ
、磁石クリーニングローラ２１の汚れおよびそれによる
各現像ローラ１１．１２への影響を防止することができ
る。

なお前記各実施例は現像ローラが２本の場合のみ示した
が、現像ローラの本数は適宜変更することができるし、
現像ローラへの現像剤の補給構造も前記実施例に限定さ
れるものではなくどのような方式を採用することもでき
る。

第４図、第５図は本発明の第３の実施例を示し、磁石ク
リーニングローラ２１の外周に現像剤１８を装置ハウジ
ング２内に回収するための回収ガイド３１を設けである
。この場合磁石クリーニングローラ２１はスリーブ２２
固定、磁石回転型のものとしてあり、回収ガイド３工は
非磁性体で薄く可撓性のある例えば厚さ１００μのポリ
エステルフィルムや同じく厚さ１００μの非磁性ステン
レススチールベルトが用いられ、第５図に明瞭に示しで
あるように磁石クリニングローラ２１の外周に沿わせた
回収ガイド３１の両端部３１ａ、３１ｂを下方に向けて
延びるようにしである。そしてスリーブ２２内の磁石は
Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎの４本が等間隔に設けられている。

これによって現像ローラ１１．１２において現像に供さ
れた後の現像剤１８が現像ローラＩｌ、１２の同極部１
１ａ、１２ａに達したとき、磁石クリーニングローラ２
１の回転する磁石によって磁石クリーニングローラ２１
側に吸引され回収ガイド３１上に転移される。転移され
た現像剤１８は磁石の回転によって回収ガイド３１上を
パケットローラ１４側に搬送される。

この搬送される現像剤１８は回収ガイド３１の端部３１
ａ、３１ｂが下方に延びているのに案内されて回り込み
を生じることなく磁石クリーニングローラ２１から徐々
に離れて行き、磁石クリーニングローラ２１の磁石の影
響がなくなる時点以降磁気的な保持力から解放されて全
て落下させられる。

したがって本実施例の場合、磁石クリーニングローラ２
１での現像剤１日の落下を確実に図ることができる。

第６図は本発明の第４の実施例を示し、磁石クリーニン
グローラ２１のスリーブ２２を回収ガイドに兼用した点
で第３の実施例と異なっている。本実施例の場合部材点
数が減少する点で第３の実施例より有利であり、他の作
用効果に変わりはない。

（発明の効果） 本発明によれば、現像ローラに供給される２成分現像剤
が、現像ローラの回転によって感光体へ搬送、供給され
て現像に供された後、さらに背後へと搬送されたとき、
この背後のスリーブ面の同極部の各磁極間に形成してい
る反発磁界によって、現像剤の磁性を持ち現像ローラに
吸引保持されているキャリヤ、および帯電を受けないし
は磁性を持ちキャリヤおよび現像ローラに吸引保持され
ているトナーとを、スリーブ面から磁気的に引き離すよ
うに働くのに加え、現像ローラの背後に非接触に対向し
た磁石クリニングローラの磁気作用も、前記現像ローラ
の背後に搬送されてくる現像剤のキャリヤおよびトナー
を現像ローラから磁気的に引き離すように働くので、帯
電のみのトナーは勿論、磁性を持ったキャリヤやトナー
であっても、前記２つの磁気的な引き離し作用によって
現像ローラから確実に引き離し、それを他に搬送するこ
とができ、スクレーバやファーブラシを使用する場合の
ような現像器の駆動トルクの増大や現像剤のストレスに
よる劣化を招くようなことなく、キャリヤのベタ白部分
への付着やカプリのない安定した現像特性を長期に亘っ
て保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す画像形成装置の感
光ドラムまわりを示す断面図、第２図は現像器の要部を
示す拡大断面図、第３図は本発明の第２の実施例を示す
現像器の要部の拡大断面図、第４図は本発明の第４の実
施例を示す現像器の要部の拡大、第５図は磁石クリーニ
ングローラ部の拡大断面図、第６図は本発明の第５の実
施例を示す磁石クリーニングローラ部の拡大断面図であ
る。 ■・−・−・・・−・−−−−−−・・−・・・感光ド
ラム１１．１２・−・・−・−・−・−−−−−−−・
現像ローラ１１ａ　、１２ａ−・・・・−同極部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２成分現像剤を使用する現像装置において、現像
   剤を感光体へ搬送、供給する現像ローラの近傍に現像剤
   の搬送可能な磁石クリーニングローラを設け、現像ロー
   ラの磁石クリーニングローラと対向するスリーブ面は、
   同一磁極が並ぶ同極着磁部とされていることを特徴とす
   る現像装置。
2. （２）トナーが磁性トナーである２成分現像剤を使用す
   るものである請求項（１）記載の現像装置。