JPH01120581A - 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、非磁性現像剤により静電潜像を現像する現像
装置に関する。

（従来の技術及び問題点） 従来、乾式−成分現像装置としては各種装置が提案され
また実用化されている。しかし、いずれの現像方式にお
いても乾式−成分現像剤のｇ層を形成することは、極め
て難しい。しかるに現像画像の！！’ＦＩＪ１度、解像
力、などの向トが求められている現在、乾式−成分現像
剤の薄層形成方法及びその装置に関する開発は必須とな
っており、またこれに応えていくつかの方策が提案され
ている。

一方、非磁性現像剤と磁性粒子とを用いる二成分現像剤
の薄層形成のためには、例えば、現像剤担持体に対向し
て磁性粒子拘束部材を設け、該現像剤担持体表面の移動
方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁界発生手段の
磁気力により磁性粒子の磁気ブラシを形成し、該磁気ブ
ラシを磁性粒子拘束部材で拘束することによって磁性粒
子を現像剤容器内に留めて、非磁性現像剤のみの薄層を
現像剤担持体に形成する装置が既に提案されている。こ
れにより非磁性現像剤のみによる現像が可能となり、カ
ラー化も可能となった。しかし、このように現像剤容器
内にのみ磁性粒子とトナー粒子とを混在させている現像
装置では、画質向上のために細かい磁性粒子を用いると
磁性粒子か漏れるという問題が生じている。さらに、高
画質の要求に応じ、上記現像剤容器内で攪拌によって十
分かつ均一にトナーにトリボを与えねばならないという
要求もある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の種の二成分現像剤を用いた従来の現像装
置の問題点を解決し、簡易な構成により良好な磁性粒子
の拘束性と安定性を保証し、非磁性現像剤の薄層を現像
剤担持体表面に長期にわたって安定的に形成し、良好な
画像の得られる現像装置の提供を目的とする。

本発明は、上記目的のために 現像剤容器開口に設けられ、該現像剤容器の内部と外部
とを無端運動可能な現像剤担持体と、上記現像剤担持体
内部に設けられた磁界発生手段と、 上記現像剤担持体の外側に該現像剤担持体とを対向して
該現像剤担持体の移動方向丁流側に傾けて設けられた磁
性粒子拘束部材とからなり。

上記現像剤容器内部の現像剤出口側において上記磁性粒
子拘束部材と上記現像剤担持体との間に磁性粒子による
磁気ブラシを形成し、 上記磁性粒子拘束部材は、固定端と自由端との間に少な
くとも部分的に弾性部を有する弾性部材の少なくとも自
由端部分に磁性部材を設けてなり、 上記弾性部材は、自由端近傍て上記現像剤担持体に接触
ないしは加圧され、自由端では該現像剤担持体と所定間
隔を保っている、 ことにより構成される。

（実施例） 以下、添付図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図に示される一実施例としての現像装置において、
２１は二成分現像剤を収容する現像剤容器、２２は現像
剤担持体としての現像スリーブである。該現像スリーブ
２２は、例えばアルミニウム等の非磁性スリーブであり
１図において現像剤容器２１の左側壁の下部に容器長手
方向（紙面に直角方向）に形成された横長開口に、右略
半周面を現像剤容器２１内へ突入させ、左略半周面を容
器外に露出させて回転自在に支承させて横設してあり、
矢示の反時計方向すに回転駆動される。現像剤担持体２
２は上記円筒体（スリーブ）に限らず。

回転駆動される無端ベルト形態にしてもよい。また導電
性ゴムローラを用いてもよい。上記現像スリーブ２２の
容器外への露出面は、矢示ａ方向に回転駆動されている
感光体等の潜像保持部材３の面に僅小な隙間を保って対
面ないしは接触している。。

上記現像スリーブ２２内は、図示の位置・姿勢に位置決
め保持した磁界発生手段としての永久磁石（マグネット
）２３か固定位置、に挿入配置されている。この磁石２
３は図示のごとくＮ極２：Ｉａ　、　Ｓ極２３ｂの二磁
極を有しているか、これは永久磁石に代えて電磁石とし
てもよい。

上記現像スリーブ２２の上部の面には、磁性粒子拘束部
材としての磁性を有する非磁性の弾性部材たる弾性ブレ
ード５０が上記現像スリーブ２２の長手方向に沿って接
触するように設けられている。該弾性プレート５０は一
端で固定され、他端たる自由端近傍にて図における長手
方向で距ｇｌ見にて接触している（以下この接触を「ニ
ップ」という）。

そして自由端では現像スリーブ２２どの間に間隙を形成
し、さらに少なくと、も上記自由端に近い部分の−ヒ面
に磁性部材５１か取付けられている。例えば、上記弾性
フレード５０は、好ましい形態として、厚さ０．５〜３
．０ｆｆｉ■、硬度３０″〜９０″（ＪＩＳ−Ａ）のウ
レタンゴムに磁性体を重量比でｌＯ〜９０部混合して形
成し、これを２０〜２００ｇ／ｃｍの当接圧（紙面に直
角方向の単位距離当り圧力で示す線圧）で接触されてい
る。また、磁性部材５１としては厚さ０．５〜２＋ａ−
の鉄板か使用されている。さらに、上記ニウブ幅文に関
しては、第２図に示されるごとく、磁石２３の磁極２３
ａと磁性部材５１との間の磁界にもとづく磁気的吸引作
用が磁性粒子の拘束適正に有効に働くよう４ｃ、５ＩＩ
１１以下好ましくは３■■以下に設定することか望まし
い。この文か５ｍｍよりも大きいと上記磁界が磁性粒子
を弾性プレートの自由端で通過させやすくする方向に働
くため、弾性ブレード５０による機械的拘束作用の負担
が増すこととなる。したかって、弾性ブレード５０の設
定条件が狭くなってしまう。

また２弾性ブレードの自由端における現像スリーブとの
間隙ｄは、磁性粒子の平均粒径ｒとの関係でｒｅｄであ
ることが好ましい。すなわち、非磁性り１性ブレード５
０のスリーブとの当接条件は、該弾性ブレード５０との
当接面が自由端部ていわゆる腹当りさせることにより上
記関係を得られる。

以上のように、磁性部材をもつ弾性ブレード５１がスリ
ーブ２２に接触あるいは圧接されると、磁性粒子の漏出
をほぼ完全に防ぐことかできる。この理由は磁性部材５
１と磁極２３ａ、との磁界による拘束力だけでなく非磁
性弾性フレード５０による機械的拘束力か作用するため
である。しかし、この場合は弾性フレードを通過してス
リーブ２２上に塗布されるべき現像剤塗布層が弾性ブレ
ードによってかき落とされないようにフレードの接触圧
力、先端形状を設定する必要がある。接触圧力及び間隙
ｄは一般的に非磁性の弾性ブレード５０によってのみ設
定されるが、本発明によれば磁性部材５１と磁極２３ａ
との間で発生する磁力により、非磁性弾性プレート５０
は現像スリーブ２２の表面にて均一に長手方向に引き寄
せられるので、非磁性弾性ブレード５０に関する機械的
設定条件が緩められることとなる。

次に、現像剤容器２１内には、磁性粒子２７と非磁性現
像剤２８からなる二成分現像剤が収容されている。磁性
粒子２７はモ均粒径が３０〜２００井国、好ましくは４
０〜７０終−である。

磁性粒子は細かい粒径のもの程、画像性か良く、特に地
力ツリ及びスリーブゴーストに対して良好である。これ
は粒径が細かくなる程その比表面積は増加し、被接触物
との接触度合も増加するので、現像スリーブ２２と磁性
粒子との間で行なわれる現像剤へのトリボ付与も十分性
なわれるためである。逆に磁性粒子を粗めにすると、地
力ブリ及びスリーブゴーストか発生する。

しかしながら、粒径を細かくすると、磁界による磁気的
拘束力が小さくなり、磁性粒子が現像容器外へ漏れやす
くなる。したがって、磁性粒子の粒度分布は磁性粒子が
容器外に漏れ出さない範囲で極力細かくすることが良く
、精度の良い分級が必要となる。

例えば、公知の方法て、表面にシリコン系樹脂を塗布し
たフェライト系の磁性粒子をつくりＪ　ｌ５−２８８０
１て規定される標準ふるいを用いて分級し、ＪＩＳ−１
１２６旧に準拠した粒度分布試験法によって粒度分布を
測定により、上記磁性粒子を１４５〜４００メツシュρ
間で５段階に分級してこれらを適宜混合したものについ
て、画像形成の良否を比較した結果：次のことか確認さ
れた。

■　磁性粒子の漏れに対処するためには４００メツシユ
以下の粒度成分を１０重量％以下にすることか好ましい
。

■　画像のスリーブゴーストについては１４５メツシュ
以上の粒度成分を極力分級除去し、２５０〜３５０メツ
シユの平均粒径のピークをもつようにすることか好まし
い。

■　地力ブリに関しては、１４５〜２５０メツシユとい
う比較的粒度の大きい磁性粒子か約５０％含めている場
合でもほとんど発生かなかった。これは弾性ブレードに
よって現像スリーブ−にの非磁性現像剤を摺擦するため
に、磁性粒子による摺擦だけては地力ブリを発生するよ
うな不十分なトリボ付与状態でも、地力ブリを発生しに
くいことによる。

各磁性粒子は磁性材料のみから成るものでも、磁性材料
と非磁性材料との結合体てもよいし、二種以上の磁性粒
子の混合物でも良い。かかる、磁性粒子と上記非磁性現
像剤を混合したとき、磁石２３と弾性ブレード５０に取
付けられた磁性部材５１との間に形成される磁界によっ
て、現像剤容塁内ては、上記スリーブ２２に対する第１
層としての磁性粒子層の外側に多量に貯溜して第２層と
して存在するようになる。そして、磁石２３の磁極２３
ａ位置に対応するスリーブ表面付近の磁性粒子層部分に
磁極２３ａの強い磁界により磁性粒子の磁気ブラシ２７
ａか形成される。

また磁性粒子拘束部材たる非磁性弾性ブレード５０の先
端部近傍部の磁性粒子層部分は、現像スリーブ２２か矢
示す方向に回転駆動されても、重力、磁気力及び磁性部
材５１の存在に基づく拘束力と、現像スリーブ２２の移
動方向への搬送力との釣合いによって現像スリーブ２２
表面の点２５位置で拘束され、多少は動き得るが殆ど不
動の静止９２１ｂを形成する。

また現像スリーブ２２を矢示す方向に回転させたとき、
磁極２３ａの配置位置と磁性粒子２７の流動性及び磁気
特性を適宜選ぶことによって、上記磁気ブラシ２７ａは
磁極２３ａの付近で矢印Ｃ方向に循環し、循環層２７ｃ
を形成する（第１図参照）。該循環層２７ｃにおいて、
現像スリーブ２２に比較的近い磁性粒子は現像スリーブ
２２の回転によって磁極２３ａ近傍から現像スリーブの
回転下流側へ盛り上がる。すなわち上部へ押し上げる力
を受ける。その押し上げられた磁性粒子は、重力によっ
て落下し、再び磁極２３ａ近傍へ戻る。つまり該循環層
２７ｃでは重力と磁極による磁気力と摩擦力及び磁性粒
子の流動性（粘性）によって矢印Ｃのごとく磁性粒子の
磁気ブラシ２７ａの循環が行なわれ、磁気ブラシはこの
循環の際に磁性粒子層の上にある現像剤層から非磁性現
像剤２８を逐次取込んで現像剤容器ｚｌ内の下部に戻り
、以下現像スリーブ２２の回転駆動に伴ないこの循環な
緑返す。このとき磁性部材５１の影響により、該磁性部
材５１が存在しない場合に比べると磁極２３ａの磁界か
弾性ブレード５０の先端へ集中しやすくなるので、該先
端位置で磁性粒子の保持力が高まり非磁性現像剤２８へ
のトリボ付与能力が増すとともに、磁性部材をもつ弾性
ブレード５０の先端から非磁性現像剤２８か直接取込ま
れることかなくなり、カブリやスリーブゴーストのない
良好な画像を得られる。また、磁界の影響により弾性ブ
レードの先端にて磁気拘束力によって現像スリーブ２２
の長平方向に均一に保持されるため現像スリーブ２２の
表面上に非磁性現像剤２８をムラなくコーティングする
ことができる。

さらにまた、磁性部材５１の端部を、非磁性弾性ブレー
ド５０の自由端よりも、スリーブの回転方向に対して上
流側に突出させることにより、この循環をよくすること
も可能である。また、このように、磁性部材を配置する
ことにより、やはり弾性ブレードの先端２５に非磁性現
像剤２８が上方から直接取り込まれることがなくなり、
カブリやスリーブゴーストのない良好な画像を提供でき
る。また、実験により上記磁性部材の突出長さｉ、は。

１Ｃ１１以下好ましくは８１以下でなければ、かえって
上記循環か悪くなり、磁性粒子の点２５付近でのバッキ
ングが強くなりすぎて、非磁性ブレード５０の機械的拘
束力を増さなくてはならず、この非磁性弾性ブレード５
０の設定条件を厳しくするものであり好ましくない。

現像スリーブ２２面の磁性粒子層内に遂次に取込まれ混
入した非磁性現像剤（ｉ、磁性粒子の流動で磁性粒子と
の摩擦、現像スリーブ面との摩擦等で帯電する。この場
合、好ましくは磁性粒子表面に酸化膜または非磁性現像
剤と静電的に同準位にある樹脂などの絶縁処理を施し、
磁性粒子からのトリボ付与を少なくシ、必要な帯電を現
像スリーブ２２から受けるようにすれば、磁性粒子の劣
化の影！を防ぐことができるとともに、現像スリーブ２
２への現像剤塗布が安定する。この帯電現像剤は非磁性
であるため、磁極２３ａの磁界によっては拘束されず、
現像スリーブ面が現像スリーブ２２を配設した容器開口
下縁の磁性部材３１の所から非磁性弾性ブレード５０の
自由端部まで回転移動する間に、鏡映力によって現像ス
リーブ表面に各部均一に薄くコーティングされる。

そして非磁性弾性フレード５０の自由端部近傍の磁性粒
子静止層２７ｂの磁性粒子は、現像スリーブ２２か回転
していても前述したように重力と磁気力及び磁性プレー
ト５１の存在による効果に基づく拘束力と、現像スリー
ブ２２の移動方向への搬送力との釣り合いによって拘束
されて、非磁性弾性プレート５０の自由端部と現像スリ
ーブ２２どの隙間部ｄを通過せず、現像スリーブ２２面
に形成された上記非磁性現像剤のコーティング薄層のみ
が、現像スリーブ２２の回転に伴ない弾性ブレードと現
像スリーブとの間ｄを通過して潜像担持体３側に回動搬
送され、該潜像担持体の現像部３２に接近対面しく第１
図参照）、ここで現像かなされる。

かくして現像装置では、非磁性現像剤についてこれを現
像剤担持部材面に対し各部十分な帯電量を有しており、
均一な薄層とし長期にわたって安定にコーティング形成
させることができる。したがって、この薄い現像剤層に
より潜像担持面の潜像を鮮明にかつ解像性よく現像処理
することか可能となる。

また非磁性現像剤は色彩の鮮やかなものを得ることがて
きるから、色再現性に優れた高品位のカラーコピー（単
色、多色、天然色）を得ることがてきる。

次に、第１図の現像装置についての具体例を説明する。

第１図において、ｆｆｌ像剤担持体２２として直径２０
■ｌのアルミスリーブの表面を、アランタム砥粒により
不定型サンドブラスト処理したものを用い１ｍ石２３と
してＮ極、Ｓ極の２極着磁され、Ｎ極は約７５０ガウス
で第２図のごとく、スリーブの中心Ｏを通る鉛直線ｍと
のなす角αか９５°となる位置に配置した。なお、上記
磁石を１０００ガウスにすると第１図のＣ方向での循環
は約２倍となった。

非磁性弾性ブレード５０は、２ｍｍ厚、硬度６５°のウ
レタンゴムを使用した。また、磁性部材５１としてはｌ
　ａｘ’ｓ厚の鉄板に化学ニラケルメツキをしたもので
あり、鉄板の材質として工業的に常用されるＳＰＣ鋼板
、ケイ素鋼板、パーマロイ等が望ましい。また、これら
磁性体を接線方向の磁界を強めるように着磁しても良い
。この磁性部材５１は、非磁性弾性フレード５０の自由
端から２ｍｍの距離に第１図のごとく設定されている。

第１図の装置では、θ＝３０°とした（第２図参照）。

また、磁性粒子としては、６３〜４４ｐｍ　　（２５０
／３５０メツシユ）で、表面にアクリルと弗素との混合
樹脂を塗布したフェライト粒子（最大磁化６５ｅｍｕ／
ｇ）を用い、非磁性現像剤として、スチレン／フタジエ
ン共重合体系樹脂１００部に銅フタロシアニン系顔料５
部から成る平均粒径１２ＩＬ■のトナー粉体にコロイダ
ルシリカ０．６％を外添したブルートナーを用いたとこ
ろ、スリーブ上にコーチインク厚約３０〜５０ｐｍ　、
ブローオフ法で測定したスリーブ上のトナーのトリボ電
荷量か＋１５ルＣｏｕｌ／ｇの良好なコーティングか得
られた。

この実施例の現像装置を第１図においてバイアス電源３
４として周波数１６００Ｈｚ、ピーク対ピーク値１：１
００Ｖの交流電圧に一３００ｖの直流電圧を重畳させた
複写機に用い、現像スリーブ２２とＯＰＣ感光体３の間
隔を：ｌＯＯｇｒａに設定して現像を行なったところ、
良好なフルー色の画像を得た。

本発明は、磁性部材に磁界発生手段を用いても有効的に
発揮できる。

第３図は、その一実施例を示したものである。

第３図において、５２は磁界発生手段たる磁性部材てあ
り、本実施例では二極の水入磁石を用いている。第３図
のごとく、磁極２３ａのＮ極とは異極である磁極５２ａ
のＳ極側を、非磁性弾性フレード５０の自由端部に配置
することにより、磁極２］ａと磁極５２ａとの間での磁
界を、より強めることかでき、これにより、点２５付近
での磁性粒子２８の保持力及び拘束力か増大される。し
たかって、非磁性現像剤２７へのトリボ付与能力か高ま
り、非磁性弾性フレード５０の機械的設定条件も緩和さ
れることになる。

また、弾性部材に金属薄板を用いてもよいし、さらに上
記金属薄板が磁性部材であっても本発明の機能を十分に
発揮てきる。例えば、第４図に示される実施例のごとく
磁性薄板５３とすることができる。具体的には厚さ約２
５ｇｍｇ均一の表面に化学ニッケルメッキを施した鉄板
を使用できる。第４１Ａのように設置すると磁性弾性部
材５３の自由端部と、磁極２３ａとの間で発生する磁界
は、磁性弾性部材５３の厚みが薄いため該自由端部に集
中し、磁性粒子の拘束力を高めることができる。そのた
め、磁性弾性部材５３の機械的設定条件は緩められるこ
とになり、好ましい。

□さらに、金属弾性部材を用いる場合は、金属弾性部材
とスリーブとの間の摺擦による摩耗が激しくなるので、
金属弾性部材のスリーブと圧接する面に軟弾性部材を用
いるのが好ましい。

なお、前述の実施例では非磁性現像剤を用いたか、磁性
粒子に比べ著しく弱い磁性であり、トリボ帯電可能であ
れば磁性現像剤も用いることができる。

また、現像剤容器が現像容器と一体化された使いすてタ
イプの現像器を例として現像剤の供給例を述べたが、こ
の点についても現像剤容器とは別体であって、交換可能
な補給用カートリッジにも本発明は適用することかでき
る。また、現像方法としては、交互バイアス電界を利用
した非接触現像法が好ましいが、それ以外の公知の現像
方法を用いてもよい。

現像バイアスは周期的変位電界にかかわらず直流電界□
でもよい。非磁性弾性ブレードは現像剤に対して所定の
帯電極性を与えるように現像剤と摩擦帯電列の離れた材
質を選択することが好ましい、また、非磁性弾性プレー
トの現像スリーブと対向する面を荒して表面に凹凸を設
けることによってトナーへのトリボ付与をさらに向上さ
せてもよい。さらに、現像スリーブ２２内に配置した磁
石２コは、実施例に示した。２極配置には限定されない
。本発明に係る磁性粒子の拘束に大きな影！を与えない
範囲で現像スリーブの回転方向に関して、磁極２］ｂよ
りも上流側に磁極を複数段はしてもよい、これにより、
弾性プレート部分から微小ｈ）で磁性粒子か漏れても、
該磁性粒子を現像容器内に回収できる。

（発明の効果） 以上説明、したように１本発明によれば簡単な構成の磁
性弾性ブレードを使用することにより磁性粒子を使用す
る現像装置において、磁性粒子の拘束性と安定かつ均一
な循環性を得ることができ、さらに、少なくとも弾性ブ
レード自由端部と磁性部材を設けたことにより、この磁
性部材と現像スリーブ内磁極との間で発生する磁界の影
響により、磁性粒子に対する拘束力が増し磁性粒子弾性
プレート当接部付近に均一多量に保持できることとなり
、現像剤へのトリボ付与使方が高まり、その結果、少量
の磁性粒子を使用して、均一な層厚と均一で十分な帯電
量を有する現像剤薄層が長期にわたって安定して得られ
るという効果をもたらす。特に、微粒子（１ＯＩＬ−以
下の粒径）の非磁性トナーにおいても同様の効果を得る
ことができる。また、上記現像剤薄層を現像作用に供し
たとき、安定した現像画像を長期にわたって得ることが
可能となる。特に振動等が加わっても、漏れずに現像容
器内に磁性粒子を拘束することができるようになる。

さらに、Ｌ記非磁性弾性部材によって現像スリーブヒの
非磁性現像剤は上置摺擦され均一なかつ安定したトリボ
付与が行なわれるので、６〜２０ｍｍの外径寸法の現像
スリーブを用いても良好な画像を得ることができる。

かかる効果のもとに、非磁性現像剤を用いて鮮明なカラ
ー画像を形成することが可能となる。

また、弾性体で現像スリーブ上のトナーを摺擦するため
、弾性体によるトナーへのトリボ付与か２行なわれ、そ
の分たけ磁性粒子によるトナーへのトリボ付与作用を軽
減できる。このため現像器内に投入する磁性粒子を少量
に減らすことかでき、実施例の５分の１まで減らしても
ほぼ良好な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像器この断面図、第２図は第１図装
置の現像スリーブと磁性弾性プレート部分の拡大断面図
、第３図は本発明の現像装置の他の実施例の弾性プレー
トに磁性部材として磁石を用いた場合の断面図、第４図
は本発明の現像装この他の実施例装置の弾性フレード自
体を磁性材としたものの断面図である。 ２１−−・・・・・・・現像剤容器 ２２・・・・・・・・・現像剤保持部材（現像スリーブ
）２３・・・・・・・・・磁界発生手段（磁石）５０・
・・・・・・・・現像剤拘束部材（弾性ブレード）５１
・・・・・・・・・磁性部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤容器開口に設けられ、該現像剤容器の内部
   と外部とを無端運動可能な現像剤担持体と、 上記現像剤担持体内部に設けられた磁界発生手段と、 上記現像剤担持部材の外側に該現像剤担持体とを対向し
   て該現像剤担持体の移動方向下流側に傾けて設けられた
   磁性粒子拘束部材とからなり、上記現像剤容器内部の現
   像剤出口側において該磁性粒子拘束部材と上記現像剤担
   持体との間に磁性粒子による磁気ブラシを形成し、 上記磁性粒子拘束部材は、固定端と自由端との間に少な
   くとも部分的に弾性部を有する弾性部材の少なくとも自
   由端部分に磁性部材を設けてなり、 上記弾性部材は、自由端近傍で上記現像剤担持体に接触
   ないしは加圧され、自由端では該現像剤担持体と所定間
   隔を保っている、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）弾性部材は、非磁性材であることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の現像装置。
3. （３）弾性部材は、現像剤担持体に接触ないし加圧され
   ている部分が弾性部であることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項または第（２）項記載の現像装置。