JPH01120582A - 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か提案され
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１層を形成することは、極め
て難しい。しかるに現像画像の鮮明度、解像力、などの
向上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町崗となり、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しζ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か生じている。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な現像
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な［１的とする。

未発ＩＩ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
とを無端運動可使な、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そ
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、少なくとも自由端先端部に磁
性片か分散された弾性部材からなり、該弾性部材を上記
現像剤担持体に接触ないしは加圧当接した、 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・とじ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、図において現像割合５２１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
２２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
像担持体３の面に怪事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２３
は図示のごと〈Ｎ極２：ｌａ、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弾性ブレード５１が一上記現像
スリーツ２２の長０手方向に沿って接触するように設け
られている。該弾性ブレード５１はその自由端近傍にて
図における長手方向で距離文にて接触している（以下こ
の接触を「ニップ」という）（第２１３参照）。そして
少なくとも上記自由端部分に磁性体が分散して混入され
ている。例えば、上記弾性ブレード５１は、好ましい形
態として、厚さ０．５〜：１．Ｏｍｍ　、硬度３０″〜
９０　’（ＪＩＳ−八）のウレタンゴムに磁性体を重縫
比でｌＯ〜９０部混合して形成し、これを２０〜２００
ｇ／ｃｇＩの当接圧（紙面に直角方向の単位距離当り圧
力で示ず線圧）で接触されている。さらに、１一記ニツ
プ幅文に関しては、第２図に示されるごとく、磁石２３
の磁極２３ａと弾性ブレード５１中の磁性体５２との間
に働く磁気的吸引作用か磁性粒子の拘束及び当接圧の適
正に有効に働くように、５−一以下好ましくは３■膿以
下に設定することか望ましい。この文が５１１Ｉｌより
も大きいと磁気的拘束力か強くなりすぎて磁性粒子ばか
りかトナー粒子の通過をも妨げるようになってしまって
適性なトナー塗布が行なわれないばかりか、トナーのチ
ャージアップを起してしまい。

不良画像の原因となる。

以上のように、磁性を持つ弾性ブレード５１が現像スリ
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ができる。この理由は磁性体５２
と磁極２３ａとの磁界による拘束力だけてなく弾性ブレ
ード５１による機械的拘束力が作用するためである。し
かし、この場合は弾性プレートを通過して現像スリーブ
２２上に塗布されるべき現像剤塗布層か弾性ブレードに
よってかき落とされないようにブレードの接触圧力、先
端形状を設定する必要がある。一般的には当接圧力及び
ニップは、弾性プレートの自由長、ゴム硬度、厚みによ
って決るか、本ｆｆｉ　ＩＪＪによれば、りｉ性ツレー
ド５１中に分散した磁性体５２と磁極２３ａとの間に発
生する磁気的吸引力によってゴム材質・当接法の、役計
範囲か拡がり長手方向に均一に当接させられるばかりか
、磁性体５２への磁力線の集中により磁性粒子の穂立ち
が形成され磁気拘束力を増し、さらに磁気ブラシによる
トリボ付与能力も高まる。

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は平均粒径が３０〜２００　ｇｍ　、好ましく
は４０〜７０ＪＬ■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
力ブ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行
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が発生する。

しかしながら、粒径な細かくすると、Ｂｉ界による磁気
的拘束力か小さくなり、磁性粒子が現像容器外へ漏れや
すくなる。したかって、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て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、公知の方法で、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、ｌｌＳ−２８８０
１で規定される標準ふるいを用いて分級し、旧５−Ｈ２
６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メツシユの間で
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１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メツンユ
以下の粒度成分を１０重量％以下にすることが好ましい
。

（シ）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が好ま
しい。

（？）　　Ｊｌ！！カブリに関しては、１４５〜２５（
）メツシュ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
弾性プレートによって現像スリーブ上の非磁性現像剤を
摺擦するために、磁性粒子による摺擦たけでは地力ブリ
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でもよいし、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５１中の
磁性体５２どの間に形成される磁界によって、現像剤容
器内では、上記現像スリーブ２２に対する第１層として
の磁性粒子層の外側に多酸に貯溜して第２層として存在
するようになる。そして、磁石２３の磁極２３ａ位置に
対応する現像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２７ａが
形成されるとともに、磁性弾性ブレート５１との間にも
磁気フラジか形成される。

また磁性粒子拘束部材たる磁性を有する弾性ブレード５
１の先端部近傍部の磁性粒子層部分は、現像スリーブ２
２が矢示す方向に回転駆動されても。

重力、磁気力及び弾性ブレード５Ｉ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Ｌ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。この場合現像ス
リーブ表面から遠くに位置するなどして受ける押し上げ
力の小さい磁性粒子は、下部層に比べて早目に落下する
。つまり該循環層２７ｃては重力と磁極による磁気力と
斤差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の循環か行なわれ、
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２
１内の下部に戻り、以下現像スリーブ２２の回転駆動に
伴ないこの循環を繰返す。このとき磁性弾性プレート５
１は磁性体５２による磁力集中によって、該磁性体がな
い場合に比べると磁極２３ａの磁界かフレート５０の先
端部へ集中し、磁性粒子の磁気拘束力か高まり非磁性現
像剤２８へのトリボ付与走力か増すとともに、磁性弾性
プレート５１の先端部から非磁性現像剤２８か直接取込
まれることがなくなり、カブリやスリーブゴーストをな
くすとともに、均一な磁気拘束力によって現像スリーブ
２２の長手方向に対する非磁性現像剤２８をムラなくコ
ーチインクすることかできる。

現像スリー７２２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は、磁性粒子の流動て磁性粒子との
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し、必要な帯電を現像
スリーブ２２から受けるようにすれば、Ｔｉｉ性粒子粒
子化の影響を防ぐことができるとともに、現像スリーブ
２２への現像剤塗布か安定する。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の所から磁性弾性ブレード５１の
先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。

そして磁性弾性プレート５１の先端部近傍の磁性粒子は
、現像スリーブ２２が回転していても前述したように重
力と磁気力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、磁性弾性プレート５１の先端部と現像スリ
ーブ２２との間を通過せず、現像スリー７２２面に形成
された上記非磁性現像剤のコーチインク薄層のみか、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ｌｆｆ１　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
像剤担持体の面に対ル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
させることかできる。したかって、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
することが回部となる。

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

次に、第１図の現像装置についての具体例を説ＩＩする
。第１図において、現像剤担持体２２として直径２０ｍ
ｍのアルミスリーブの表面を、アランダム砥粒により不
定型サンドブラスト処理したものを用い、磁石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、現像スリーブの中心０を通る鉛直ｖｉ
Ｊ、ｍとのなす角αが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。

また、ブレード自由端先端部の切口の角度βは、第２図
に示すように、βか６０°以上、好ましくは９０″以上
かよい。６０°未満の場合には現像剤かフレード先端で
滞留を発生し、自すし等のコーチインクムラを発生する
ばかりか、カプセルトナーにおいては、スリーフ隔着を
発生してしまう。

また、磁性粒子としては、６３〜４４ルｔａ　　（２５
０／３５０メツシユ）のフェライト製粒子（最大磁化６
５ｅｍｕ／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ＩＱ、１００部に銅フタロシ
アニン系顔料５部から成る平均粒径１２ＪＬ朧のトナー
粉体にコロイダルシリカ０．６％を外添したフルートナ
ーを用いたところ、現像スリーブ上にコーティング厚約
３０〜５０ｐｍ　、フローオフ法で測定した現像スリー
ブ上のトナーのトリボ電荷量が＋１５ｇＣｏｕｌ／Ｈの
良好なコーティングが得られた。

この実施例の現像器とを第１図においてバイアス電ｌｌ
Ａ３４として周波数１６００１１ｚ、ピーク対ピーク値
１：１ＯＯＶ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、現像スリミツ２２とＯＰＣ感光体
３の間熱を２５０　ｐ−ｍに設定して現像を行なったと
ころ、良好なブルー色の画像を得た。

次に１本発明の他の実施例を第３図にもとづいて述べる
。図中、５２は、弾性プレート５１中に分散させた磁性
片であり、新たに設けた磁極２３ｃと磁極２３ａとの間
に形成された磁力線２４とほぼ平行に磁気異方性（例え
ば１本実施例では針状の磁性体による形状磁気異方性を
利用。）をもたせている。２３ｃは必ずしも必要な磁極
ではないか、この極によって磁力線を有効的に水平にで
きるために設けたものである。また、この磁極によりて
磁性粒子の循環か強まり、トリボ付与能力も向上した。

２６は、現像剤案内部材である。

このように、磁力線に沿って、磁気異方性をもった磁性
片を弾性ブレード中に配こすることによって、弾性フレ
ートに磁力線か集中し、フルートの自由端先端に均一な
磁性粒子の磁気ブラシが形成され、トナー粒子か均一に
ムラなくコーティングされる。また、現像剤案内部材２
６により磁性粒子の循環か促進され、トナーの取込みを
均一に行なうとともに、スリーブ２２との庁擦帯電を効
率よく行ないトリボ付＃ｊ、ｆｍ力を高めることかでき
た。

なお、本実施例では非磁性現像剤を用いたが、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。

磁性弾性ブレードはカーボン等の導電粉を混入し、現像
スリーブ等と同電位に保つ構成をとってもよく、トナー
へのトリボ付与がさらに安定化される。

磁性弾性ブレードの現像スリーブと接触する面側に、ト
ナーのＪ９！擦帯電特性が該系列において離れた特性を
持つ部材を設けてもよく、そうすればトナーへのトリボ
付与かさらに向上する。さらにブレードの接触面に凹凸
を設けてもよい。

また、現像剤容器か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がで
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か好ましいが、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。さらに、現像スリーブ２２内に配置した磁石２
３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響を与えない範
囲で現像スリーブの回転方向に関して、磁極２３ｂより
も上流側に磁極を複数設置してもよい。これにより５弾
性ブレード部分から微小量で磁性粒子が漏れても、該磁
性粒子な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
弾性ブレート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、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（１０＃Ｌ−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か可能となる。

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、上記弾性部材によって現像スリーブ上の非磁性
現像剤は十分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かできる。

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か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像袋はの断面図、第２図は第１図装
置の現像スリーブと磁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装置のブレード部
付近の断面図である。 ２１・・・・・・・・・現像剤容器 ２２・・・・・・・・・現像剤担持体（現像スリーブ）
２３・・・・・・・・・磁界発生手段（磁石）５１・・
・・・・・・・現像剤拘束部材（弾性ブレード５２・・
・・・・・・・磁性片

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、少なくとも自由端先端部に磁
   性片が分散された弾性部材からなり、該弾性部材を上記
   現像剤担持体に接触ないしは加圧当接した、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）磁性片は、磁界発生手段より形成される磁力線に
   沿った方向に磁気異方性を有してい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）磁性片は、磁石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。