JPH0980919A

JPH0980919A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0980919A
Application number: JP26070295A
Authority: JP
Inventors: Junichi Terai; 純一寺井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の上連れ回り、下連れ回りを防止する
と共に、高速複写機等においても、現像剤の持つ運動エ
ネルギーの増加による上連れ回りを防止することができ
る現像装置を提供する。【解決手段】潜像担持体の移動方向に沿って２本の並
列に配置された磁気ブラシ形成用現像ローラを備えた現
像装置において、現像ローラ間の現像剤の受け渡しに係
る磁極の極性を互いに異極とし、それぞれの磁極の磁束
密度差を±１０ｍＴ以下に設定し、また、下流側の現像
ローラの現像剤の受け渡しに係る磁極の磁束密度を７０
ｍＴ以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二成分現像剤を用い
る現像装置に関し、特にＰＰＣ、ＰＦＦ或いはレーザー
プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置の構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やプリンタ等の画像形成
装置に用いられる現像装置においては、磁性キャリアと
磁性或いは非磁性トナーを混合した二成分現像剤を用い
るものがあり、この場合、撹拌混合されて互いに逆極性
の摩擦帯電を施された現像剤が現像ローラに向け供給さ
れるようになっている。このような二成分現像剤を用い
た画像形成装置は、現像剤の供給量が不安定になると、
画像濃度のピッチムラ、とりわけ、黒ベタやハーフトー
ン等のソリッド部において横縞状のムラが発生しやすい
という問題点があった。この問題点を解決するために開
示された技術としては、特開平５−３４６７３７号公報
記載のものがあり、これは図４に示すように、潜像担持
体１２の移動方向に沿って複数並列された磁気ブラシ形
成用の現像ローラ１５、１６を備えた現像装置２１にお
いて、現像ローラ１５、１６同士が最も接近している位
置で、同現像ローラ１５、１６の少なくとも一方の内部
に設けられている磁石の極性を同現像ローラの移動方向
における上流側と下流側とで同極に設定したものであ
る。すなわち、現像ローラ１５と１６とが最も接近して
いる部分において、現像ローラ１５の内部に設けた磁石
の極性（Ｐ１２とＰ１３）を互いにＳ極とすることによ
り、図示を省略したパドルホイールにより撹拌供給され
た現像剤が反発磁界により現像ローラ１５と１６との間
に進入するのを阻み、現像ローラ１６上に現像剤を安定
して供給し、画像濃度のムラや感光体の付加変動などを
招くことがない現像装置を実現している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像ロ
ーラ１６（下流側）の磁極Ｐ２３の磁束密度が現像ロー
ラ１５（上流側）の磁極Ｐ１２の磁束密度に対して大き
い場合、図５に示すように、パドルホイール（図示せ
ず）から供給される現像剤の流れは正常時のＢ１やＢ２
とはならず、Ｂ３に示したように下側の現像ローラ６へ
直接吸引され、いわゆる下連れ回りとなってしまう。下
連れ回りが発生すると、下流側の現像ローラに担持され
る現像剤の量が過剰となり、感光体に現像剤を接触させ
た場合に感光体側で回転負荷を変動させて速度ムラを生
じ、画像に縞状の濃度ムラを起こしたりする虞がある。
この現象は、図６に示したように、現像ローラ１６の磁
極Ｐ２３の磁束密度が現像ローラ１５の磁極Ｐ１２の磁
束密度と比較して相対的に大きいため、磁極Ｐ１２とＰ
２３とを結ぶ正常な磁力線Ｃ１以外に、Ｐ２３の余剰磁
力線が現像ローラ５の磁極Ｐ１３と短絡し、Ｃ２で示し
た異常な磁力線が発生するのが原因であり、画像濃度ム
ラ等が発生する原因である。

【０００４】一方、現像ローラ１６の磁極Ｐ２３の磁束
密度が現像ローラ１５の磁極Ｐ１２の磁束密度に対して
小さい場合、図７に示すように、正常な現像剤の流れＢ
１、Ｂ２以外に異常な現像剤の流れＢ４が発生する。こ
の現像剤の流れＢ４は本来上側の現像ローラ１５から下
側の現像ローラ１６に受け渡されるべき現像剤の一部が
受け渡されることなく搬送されるものであり、いわゆる
上連れ回りと呼ばれる。上連れ回りが発生すると、下流
側の現像ローラへの現像剤の受け渡し量が不足すること
によって、下流側の現像ローラに担持される現像剤の量
が低下し、画像濃度の低下等を引き起こす。更に、近
年の複写機の高速化に伴い、新たな上連れ回りの発生が
認められた。これは通常の速度においては上側の現像ロ
ーラ１５上に位置する現像剤は、下側の現像ローラ１６
の磁極Ｐ２３の磁気吸引力により下側現像ローラへと受
け渡されるが、複写機の高速化に伴い、現像ローラの回
転速度が高まり、現像剤の持つ運動エネルギーも増加
し、下側現像ローラ６の磁極Ｐ２３の磁気吸引力を上回
るために、図８に示すように、上側現像ローラ１５に位
置する現像剤は下側の現像ローラ１６に搬送されること
なく、上側の現像ローラ１５に担持されたまま搬送され
てしまうという問題点がある。本発明は、上述したよう
な従来の問題点を除去するためになされたものであっ
て、現像剤の上連れ回り、下連れ回りを防止すると共
に、高速複写機等においても、現像剤の持つ運動エネル
ギーの増加による上連れ回りを防止することができる現
像装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１の発明は、潜像担持体の移動方向に沿って
２本の並列に配置された磁気ブラシ形成用現像ローラを
備えた現像装置において、現像ローラ間の現像剤の受け
渡しに係る磁極の極性を互いに異極とし、それぞれの磁
極の磁束密度差を±１０ｍＴ以下に設定したことを特徴
とする。請求項２の発明は、前記第一の手段において、
下流側の現像ローラの現像剤の受け渡しに係る磁極の磁
束密度を７０ｍＴ以上としたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づ
いて、本発明に係る現像装置を詳細に説明する。図１は
本発明による現像装置の全体構成を示す断面図であり、
同図において現像装置１の構成を機能と共に説明する。
現像装置１は、現像容器１Ａとトナー補給部１Ｂとで構
成し、そのうち現像容器１Ａは図中矢印ＡＯで示す方向
に移動可能な潜像担持体であるドラム上の感光体（以
下、感光体ドラムという）２の近傍に配置され、そして
トナー補修部１Ｂは現像容器１Ａに搭載されている。現
像容器１Ａの内部には撹拌ローラ３及びパドルホイール
４が設けられており、撹拌ローラ３により撹拌混合され
て互いに逆極性に摩擦帯電させられた磁性或いは非磁性
トナーと磁性キャリアとからなる二成分系現像剤がパド
ルホイール４によって汲み上げられるようになってい
る。また、トナー補給部１Ｂは、感光体ドラム２に供給
されるトナーの濃度が低下した場合に、トナー補給ロー
ラ１Ｂ１の回転によりトナーＴを撹拌ローラ３に向け繰
り出すようになっている。

【０００７】パドルホイール４によって現像剤が汲み上
げられる位置には、感光体ドラム２に近接させて複数の
現像ローラ５、６が設けられている。現像ローラ５、６
は、感光体ドラム２の移動方向に沿って上流側及び下流
側に配置されており、上流側に位置するものが第１の現
像ローラ５とされ、そして、下流側に位置するものが第
２の現像ローラ６とされている。これら第１、第２の現
像ローラ５、６は、図示しない駆動部により図中、反時
計方向に回転可能なスリーブとこのスリーブの内部に固
定されているマグローラとを主要部として備えている。
このうちスリーブは、アルミニウム或いはステンレス鋼
等の非磁性体で構成され、また、マグローラは、フェラ
イト磁石或いはゴム磁石さらにはナイロン粉末とフェラ
イト粉末とを混錬して成形した磁極を周方向に沿って複
数配置された構成を有している。なお、この磁極に関し
ては後に述べる。

【０００８】現像容器１Ａ内において、第１の現像ロー
ラ５の周面における任意の箇所が感光体ドラム２と対向
する前に到達する位置には、現像ローラ５に担持される
磁気ブラシの層厚を規制するためのドクターブレード７
が設けられている。また、このドクターブレード７の近
傍には、延長方向一端をドクターブレード７の近傍に位
置させ、延長方向他端を撹拌ローラ３の上位に位置させ
たセパレータ８が配置されている。このセパレータ８に
おける延長方向他端には、回転可能な搬送スクリュー９
が配置されている。

【０００９】このような構成の現像容器１Ａにおいて、
パドルホイール４の回転時に発生する遠心力によって現
像剤が汲み上げられ、第１の現像ローラ５に向け放出さ
れる。放出された現像剤の一部は、図中矢印Ａ１で示す
ように、直接、第１の現像ローラ５に供給されて第１の
現像ローラ５の表面に担持される。また、放出される現
像剤の他の一部は、第２の現像ローラに突き当たること
により跳ね返ると第１の現像ローラ５側の磁力により第
１の現像ローラ５の表面に担持される。このように、第
１の現像ローラ５への現像剤の供給を第２の現像ローラ
６側からも行うようにするためには、第２の現像ローラ
６からの跳ね返り量を多くする目的でパドルホイール４
の回転速度を比較的高速化し、遠心力を増大させておく
必要がある。

【００１０】第１の現像ローラ５に担持された現像剤
は、現像スリーブの回転に伴ってローラ表面を移動し、
ドクターブレード７によって層厚を規制された上で、現
像ローラ５と感光体ドラム２とが対向する第１の現像領
域Ｄ１に達する。そして、現像領域Ｄ１に達した現像剤
は、第１の現像ローラ側での磁力の作用が弱まる位置に
移動すると、第２の現像ローラ６側での現像スリーブの
回転及びマグローラからの磁力によって、図中、波線で
示すように、第２の現像ローラ６と感光体ドラムとが対
向する第２の現像領域Ｄ２に向け移送される。第２の現
像ローラ６の磁力が作用しなくなる位置で現像容器１Ａ
の底部に落下し、再度、パドルホイール４により撹拌さ
れる。ドクターブレード７によって掻き取られた現像剤
は、セパレータ８によってその延長方向他端に位置する
搬送スクリュー９に向け案内され、搬送スクリュー９に
より撹拌ローラ３上に振り落とされるようになってい
る。このため、セパレータ８における延長方向他端に
は、現像剤を落下させるためのスリットが撹拌ローラ３
と対向する位置に形成されている。

【００１１】一方、第１、第２の現像ローラ５、６に設
けられているマグローラは磁極の配列を次のように設定
されている。図１において、現像ローラ内に示されて一
転鎖線は、磁極の位置を示すものであり、第１の現像ロ
ーラ５側での磁極は周方向に沿って奇数個（図中、符号
Ｐ１１〜Ｐ１５）、そして第２の現像ローラ６側での磁
極は、周方向に沿って奇数個（図中、符号Ｐ２１〜Ｐ２
３）配置されている。これら各磁極による現像剤の搬送
順序は、Ｐ１３→Ｐ１４→Ｐ１５→Ｐ１１→Ｐ１２→Ｐ
２３→Ｐ２１→Ｐ２２の順に設定され、この搬送を可能
にするために各磁極の極性は上記搬送順序に従ってＳ極
から始めて、Ｐ１３（Ｓ極）→Ｐ１４（Ｎ極）→Ｐ１５
（Ｓ極）→Ｐ１１（Ｎ極）→Ｐ１２（Ｓ極）→Ｐ２３
（Ｎ極）→Ｐ２１（Ｓ極）→Ｐ２２（Ｎ極）というよう
に交互に異極が配置されている。このような磁極設定に
より、第１の現像ローラ５側では、極数が奇数個である
ことにより、必ず同極同士が並ぶ場所があることとな
り、第１の現像ローラ５側での磁極Ｐ１２とＰ１３とが
共にＳ極同士で並ぶことになる。この同極同士が並ぶ位
置としては、第１、第２の現像ローラ５、６同士が最も
接近している位置とされ、図１においては、磁極Ｐ１２
が、第１の現像ローラ５の回転方向（時計方向）上流側
に、また磁極Ｐ１３が、第１の現像ローラ５の回転方向
（時計方向）下流側にそれぞれ配置されている。上述し
たような磁極の配置構成により、第１、第２の現像ロー
ラ５、６同士の最も接近している位置の間には同極同士
による反発磁界が形成されることになる。

【００１２】本実施例ではパドルホイール４から第１の
現像ローラに向け供給された現像剤は第１の現像ローラ
５に担持されながら第１の現像領域Ｄ１に向け移送され
る。第１の現像領域Ｄ１を通過した現像剤が磁極Ｐ１２
の位置に達すると、この磁極と同極どうしに設定されて
いる磁極Ｐ１３との間に発生している反発磁界によっ
て、現像ローラ５、６同士が最も接近している位置の間
に進入されるのを拒まれる。これにより、移送方向が第
２の現像ローラ６に向かう方向に強制的に設定され、第
２の現像ローラ６側の磁極Ｐ２３の磁力によって第２の
現像ローラ６に受け渡されることになる。

【００１３】以上の構成は前述した特開平０５−３４６
７３７号公報によって開示された現像装置と同じである
が、本発明に係る現像装置は磁極Ｐ１２からＰ２３への
現像剤の受け渡しを有効なものとするために両磁極の条
件を設定したものである。すなわち、磁極Ｐ２３の磁束
密度が磁極Ｐ１２の磁極密度と比較して大きいと、磁極
Ｐ２３の余剰磁力線は磁極Ｐ１３と短絡して下連れ回り
が発生し、或いは磁極Ｐ２３の磁束密度が磁極Ｐ１２の
磁束密度より小さいと磁極Ｐ２３の吸引力が弱く、上連
れ回りが発生することは前述の通りである。そこで本発
明においては磁極Ｐ１２とＰ２３との磁束密度差を１０
ｍＴ以下としている。図２は磁極Ｐ１２とＰ２３との磁
束密度差と現像剤の連れ回り状態を実験した結果を示す
図であり、同結果から明らかなように磁束密度差（Ｐ１
２−Ｐ２３）が１０以上の場合、すなわち、上側の現像
ローラの磁極Ｐ１２が大きい場合には、上側の現像ロー
ラ５上に現像剤が担持されたままの状態、いわゆる、上
連れ回りとなり、また、磁束密度差（Ｐ１２−Ｐ２３）
が−１０以下の場合、すなわち、下側の現像ローラの磁
極Ｐ２３が大きい場合には、パドルホイール４によって
撹拌された現像剤は下側の現像ローラ６に直接供給され
る、いわゆる、下連れ回りとなることがわかる。したが
って、磁極Ｐ１２とＰ２３との磁束密度差を±１０ｍＴ
以下とすることにより、上連れ回り、下連れ回りのいず
れも防止することができる。また、複写機の高速動作に
より上側の現像ローラ上に位置する現像剤の運動エネル
ギーの増加に起因する現像剤の上連れ回りに対しては、
以下のような結果が得られた。

【００１４】図３は下側の現像ローラ６の磁極Ｐ２３の
磁束密度と現像ローラが高速回転することによる上連れ
回りが生じる現像剤の量との関係を示した図であり、同
図から明らかなように磁極Ｐ２３の磁束密度が７０ｍＴ
以上では現像剤の運動エネルギーの増加より磁極Ｐ２３
の磁気吸引力が勝り、現像剤の上連れ回りが発生しない
が、磁極Ｐ２３の磁束密度が７０ｍＴ以下では磁束密度
の低下に伴って現像剤の上連れ回り量が増加することが
わかる。したがって、現像ローラ６の磁極Ｐ２３の磁束
密度を７０ｍＴ以上に設定することにより複写機を高速
に運転した場合であっても現像剤の上連れ回りを防止
し、画像濃度ムラの発生を防止することができる。な
お、本実施例においても、現像剤の下連れ回りを防止す
るために上側の現像ローラ５の磁極Ｐ１２と下側の現像
ローラ６の磁極Ｐ２３との磁束密度差を±１０ｍＴ以下
に設定すると、現像剤の上連れ回り、下連れ回りのいず
れも防止することができる。なお、上記説明中、磁束密
度とは現像ローラの表面において、その表面と垂直方向
の磁束密度を示したものである。

【００１５】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、現像ロ
ーラ間の現像剤の受け渡しに係る磁極の極性を互いに異
極とし、且つそれぞれの異極の磁束密度差を±１０ｍＴ
以下に設定しているため、現像剤の上連れ回り、下連れ
回りのいずれも防止することが可能となり、画像濃度ム
ラの発生を防止し、高品異な画像を得ることが可能とな
る。また、下流側の現像ローラの現像剤の受け渡しに係
る磁極の磁束密度を７０ｍＴ以上としたため、高速複写
機等、高速に現像ローラが回転するものにおいても現像
剤の運動エネルギーの増加に拘わらず磁気吸引力を確保
することが可能となり、現像剤の上連れ回り、下連れ回
りの発生を防止し、高品異な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置の全体構成を示す断面
図。

【図２】本発明に係る現像装置に用いる現像ローラの磁
極Ｐ１２とＰ２３との磁束密度差と現像剤の連れ回り状
態を実験した結果を示す図。

【図３】本発明に係る現像装置に用いる現像ローラの磁
極Ｐ２３の磁束密度と現像ローラが高速回転することに
よる上連れ回りが生じる現像剤の量との関係を示した
図。

【図４】従来の現像装置の概略構成を示す図。

【図５】従来の現像装置において、下流側現像ローラの
磁極Ｐ２３の磁束密度が上流側現像ローラの磁極Ｐ１２
の磁束密度に対して大きい場合の現像剤の流れを示す
図。

【図６】図５に示した状態の磁力線を示す図。

【図７】従来の現像装置において、下流側現像ローラの
磁極Ｐ２３の磁束密度が上流側現像ローラの磁極Ｐ１２
の磁束密度に対して小さい場合の現像剤の流れを示す
図。

【図８】複写機が高速運転した場合、上側現像ローラに
担持された現像剤の動きを説明するための図。

【符号の説明】

１…現像装置、２…潜像担持体（感光体ドラム）、
３…撹拌ローラ、４…パドルホイール、５、６…現
像ローラ、Ｐ１１〜Ｐ２３…磁極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体の移動方向に沿って２本の並
列に配置された磁気ブラシ形成用現像ローラを備えた現
像装置において、前記現像ローラ間の現像剤の受け渡しに係る磁極の極性
を互いに異極とし、それぞれの磁極の磁束密度差を±１
０ｍＴ以下に設定したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】下流側の現像ローラの現像剤の受け渡し
に係る磁極の磁束密度を７０ｍＴ以上としたことを特徴
とする請求項１記載の現像装置。