JPH0132505B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像形成機用磁気ブラシ現像装置に係
わり、更に詳しくは、現像効率の高い着磁配置の
磁気スリーブを有する磁気ブラシ現像装置に関す
る。

画像形成技術分野において、電気的潜像（静電
潜像）を形成した後、これをトナーと呼ばれる着
色微粉末により可視化する工程を含む写真法、記
録法、或いは印刷法は従来より周知である。

当該技術に広く利用されている現像方法の一つ
として、磁気ブラシ現像が知られている。この現
像方法には、内部にマグネツトを配した円筒状ス
リーブに、鉄粉等の磁性担体物質（キヤリアー）
と、トナーを混合した二成分系現像剤か、或いは
強磁性微粉を内添した一成分現像剤が適用され
る。このような現像剤は磁気引力によりスリーブ
表面に付着し、スリーブ若しくは内部マグネツト
の回転駆動に伴い、静電潜像を担持した感光体面
等の静電像担持体に向つて搬送される。次いで現
像部において、スリーブ内部の磁極の作用により
現像剤はブラシ状穂を形成した所謂、磁気ブラシ
により現像が行なわれる。

特に、一成分系現像方式は、二成分系現像方式
に比較して、現像剤の撹拌機やキヤリアーとトナ
ーの混合比の検知素子が不要である。又、更に現
像剤の飛散汚れが少ない、現像剤の劣化がほとん
どない等の利点により、最近の傾向として一成分
系現像方式に対して、種々の工夫がなされてい
る。

一方、該一成分系現像方式に使用されるトナー
は、添加された磁性微粉の磁気モーメントが非常
に小さく、スリーブ上に形成される磁気ブラシも
又二成分系現像方式に対比して、はるかに小さな
ものである。そのためにスリーブの現像部におい
て、感光体と現像剤の対峙する時間、幅が微妙に
変動し、常に安定した画像が得られ難い。更に一
成分系現像剤の現像電荷は、スリーブからの誘導
（例えば特公昭37−491号公報に記載）や、スリー
ブとの摩擦帯電（例えば特開昭50−45639号公報
に記載）等の比較的小さく不安定なものであり、
現像剤の電荷が小さくて不安定であると、磁気引
力に打ち勝つて静電引力により静電潜像に付着す
る現像剤の量も不安定となり、現像画像の画質を
不安定なものとする。

例えば、単に磁気ブラシの穂長を増す目的で、
現像剤のスリーブ面へトナーの供給量を増大する
と背景地カブリの濃度が高くなり、又、スリーブ
内部のマグネツトの磁気エネルギーを増すと、細
線画像の再現が悪くなる。

第１図は従来の磁気現像スリーブの模式図を示
したものである。１はアルミニウム等の非磁性体
からなる回転可能な円筒状スリーブで、静電潜像
に対峙した現像箇所に相当するスリーブ内部に永
久磁石２が固定して設けられている。スリーブ１
は不図示の回転駆動機構によつて図の矢示方向に
回される。この時トナー４はドクターブレード３
とスリーブ１との定められた間隙により適正量ス
リーブ表面に供給搬送される。トナーは便宜的に
絶縁性磁性トナーとして、スリーブ１或はブレー
ド３との接触により摩擦帯電されて現像電荷を付
与される。而して、一定量スリーブ面に供給され
たトナーは一様な電荷を保持して、現像箇所であ
る固定磁石２まで搬送される。ここで、磁界に相
応してスリーブ面に垂直方向に磁気ブラシ５を形
成し現像を行なう。

上記構成の現像スリーブに於ては、磁気ブラシ
穂長はトナーのスリーブ面への静電引力と磁石に
よる磁気エネルギーの平衡により規制されるもの
であるが、トナーの電荷が温度、湿度等の環境依
存を受け易く一定しない事、又磁石に十分高い磁
気エネルギーを付与出来ない事の２点から、常に
安定した磁気ブラシ穂長を形成し得ない欠点があ
る。このため細線画像の再現性および地カブリの
制御が本質的に難かしいのが現状である。

本発明は、上記の点に鑑みて提案されたもの
で、地カブリ防止、細線（ライン）の細まりを防
止することを目的とする。

即ち本発明は、非磁性体からなるスリーブと該
スリーブ内部に設けた少なくとも１個以上の磁石
とを相対的に回転させて該スリーブ外面に供給し
た現像剤を現像部へ担持搬送させる画像形成装置
用磁気ブラシ現像装置に於て、該スリーブ表面に
強磁性体を微小面積単位に分割して設け、現像剤
として絶縁性磁性トナーを用い、該スリーブによ
り該絶縁性磁性トナーを担持搬送するとともに、
摩擦帯電することを特徴とする磁気ブラシ現像装
置を要旨とする。

以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。第２図は本発明装置の磁気現像スリーブの模
式図を示すもので、非磁性体スリーブ６の表面に
は強磁性体７が微小面積単位に分割されて不可分
一体に保持されている。

上記強磁性体７の分割形態は任意であるが、そ
の１例を第３図乃至第５図について説明する。第
３図は直径0.1〜４mmの大きさの強磁性体７を0.1
〜５mm間隔にスリーブ６上に密に付着させた例、
第４図は第３図と同様の大きさの強磁性体７を交
互に千鳥模様に付着させた例、第５図は0.1〜４
mm幅の細長い強磁性体７をスリーブの母線方向に
0.1〜５mmの間隔で付着させた例である。

上記構成の磁気現像スリーブは不図示の回転駆
動機構によつて矢示方向に回わされる。このため
スリーブ６上に供給されたトナー８はブレード３
によつて一定の厚さに塗布される。一方固定の棒
状磁石９に対向するスリーブ表面の強磁性体７に
は磁気誘導を生じ、集束された高密度な磁界が強
磁性体面に現われる。即ち、微小面積単位の強磁
性体７の各々が微細な磁石を形成することにな
る。その磁束密度は内部永久磁石９がスリーブ表
面におよぼす磁束、スリーブ表面Ｓ、強磁性体
７の被覆面積をｓとすれば、部分的には・Ｓ／ｓ に増幅される。そして、上記の磁界は相互に隣接
する微小面積の強磁性体７の影響により、永久磁
石９に対向するスリーブ６上のトナーをそのスリ
ーブ面に垂直方向に穂立させて磁気ブラシ１０を
形成するように作用する。この場合、従来の単に
内部に磁石を配した円筒状スリーブ１を用いる場
合に比べ、磁気ブラシの穂長が増して地カブリを
防止する。また、スリーブ６上での現像剤密度は
全体平均的には緻密であるが、強磁性体７の分布
に従つて高密度の磁界が多数箇所で形成され、そ
れ故この個々の微小面積単位（強磁性体部分）で
は現像剤密度が疎な状態、即ち夫々細かい現像剤
磁気ブラシがよく起立した状態となり、潜像に静
電的に吸引されやすい状態になつている。

上記の実施例において、非磁性スリーブ６の表
面に0.1〜４mmの大きさの強磁性体７の細片を交
互に0.1〜５mm間隔に密に付着させ、そのスリー
ブ内部に約800ガウスに着磁された固定磁石９を
配置した場合、この固定磁石の面前を通過するス
リーブ上の強磁性体近傍の平均磁束密度は約1500
ガウス以上に達した。

第６，７図は本発明装置の磁気現像スリーブの
他の実施例を示す。第６図は例えばバインダとし
てのシリコン樹脂１１中に磁性体小片７ａを混入
したものを、アルミニウム円筒６ａの表面に塗布
する。あるいは上記のアルミニウム円筒表面に感
光性樹脂を塗布し、この塗布面に網点パターンの
焼付けエツチングにより微小孔をつくり、この微
小孔に磁性体を埋め込んだものである。この微小
孔はアルミニウムを陽極酸化することによつても
簡単につくることができる。第７図は非磁性スリ
ーブ６ｂ上に磁性体メツシユ１２を被覆したもの
である。

第８図は第２図のスリーブ６内に磁石９の代り
に円周方向にＮ・Ｓ磁極を着磁したロール磁石１
３を挿入して構成した磁気現像スリーブを用いた
本発明装置の概略図を示すもので、画像形成体１
４とスリーブ６との間の隙間を100〜500μ、磁気
現像スリーブとブレード３との間の隙間を100〜
300μになるように構成した場合、矢示方向に回
転するスリーブ６上にはホツパ１５から供給され
たトナー１０が30〜100μの層厚に塗布される。
この塗布されたトナーは画像形成体１４に対向す
る位置においてスリーブ６内のロール磁石１３の
磁界作用を受けて穂立する。この穂立したトナー
により磁気ブラシ１０を形成するので、画像形成
体１４上には地カブリのない、細線の細まりのな
い良好な現像画像が得られる。

また、高品質の画像を得るために、適当な現像
バイアスをスリーブ６に印加してもよい。例えば
画像形成体上にプラス極性の電荷潜像を形成させ
てマイナス極性に帯電するトナーを用いた場合、
画像形成体１４を接地し、スリーブ６に＋・−の
ピーク電圧が夫々＋1000〜＋450V、−500〜−
150V、周波数50〜1KHzのプラス側に歪ませた交
流電圧を印加すると、地カブリがなく、細線のひ
きしまつた中間調の再現が良好で、ベタ黒濃度の
高い画像が得られた。

次に具体的実施例を説明する。平均粒径10μの
テフロン粉末と3μのフエライト粉末を重量比で
３対１で混合する。次いで水、アルコールを添加
してペースト状とし、ペーストをスリーブ表面に
20μ厚に塗付・乾燥する。而して、このスリーブ
を270℃で焼成製膜する。これを研摩仕上して磁
性粉を分散したテフロン皮膜を有すスリーブを得
た。該スリーブは前述の実施例と同様に用いたと
ころ、磁気ブラシ穂長の安定したもので、画質の
再現性も良好であつた。

なお、第８図はスリーブ回転、磁石固定として
説明したが反対にスリーブ固定、磁石回転として
もよい。磁石１３はスリーブ６とは反対の方向に
高速回転させるもので、この回転によりスリーブ
上のトナーは磁石１３とは逆方向に回転して図示
例と同じ方向即ち画像形成体１４の対向部に向つ
て搬送される。この場合、磁極の有無により、磁
極部分のスリーブ上のトナーは厚くなり磁極間で
は薄くなるが、磁極間のギヤツプを狭く密にす
る、あるいは磁石の回転速度を高めて画像形成体
の移動速度よりもトナーの移動速度を速くするこ
とにより、トナー層厚の変化による現像ムラの発
生を防止できる。

第２図、第７図のようにスリーブ６，６ｂ内に
画像形成体に対向して棒状磁石９，９ｂを設けた
場合と、第６図、第８図のようにスリーブ６，６
ａ内にロール磁石９ａ，１３を設けた場合とで
は、スリーブ上の磁界強度が画像形成体に対向す
る位置において同じであれば現像効果は変わらな
い。ただし、同じロール磁石でも着磁の数が異な
れば現像効果は若干変わる。例えばスリーブ回
転、磁石固定とした場合において、磁石の着磁数
をＡ＝４極とＢ＝８極について対比してみると、
スリーブ上の磁界強度は同じ（画像形成体に対向
する位置において穂立ちは同じ）でもＡはトナー
がスリーブ上を搬送するとき、着磁間隔が長いの
で搬送しにくい。

スリーブ上のトナーはマグネツトの磁極によつ
て次から次へとスリーブ上を移動し、このときス
リーブと摩擦されて所定の極性に帯電される。

よつてスリーブと衝突する回数が多いＢの方が
新らたにスリーブ上に供給されたトナーは安定か
つ迅速に帯電された。従つて磁石は着磁数の多い
方が有利である。

以上のように本発明は、非磁性体からなるスリ
ーブと該スリーブ内部に設けた少なくとも１個以
上の磁石とを相対的に回転させて該スリーブ外面
に供給した現像剤を現像部へ担持搬送させる画像
形成装置用磁気ブラシ現像装置に於て、該スリー
ブ表面に強磁性体を微小面積単位に分割して設
け、現像剤として絶縁性磁性トナーを用い、該ス
リーブにより該絶縁性磁性トナーを担持搬送する
とともに、摩擦帯電することを特徴とする磁気ブ
ラシ現像装置であるから、微小強磁性体部分とそ
れに隣接する非磁性体部分間の強い磁界変化部が
スリーブ上に極めて多数点形成され、上記スリー
ブと磁石との相対回転に伴い上記多数の磁界変化
部の所で絶縁性磁性トナーの穂が起立・転倒運動
し、これにより絶縁性磁性トナーの撹乱運動が激
しく行われることによつてトナーのほぐし効果が
高められるとともに、スリーブとの摩擦帯電量を
増加させることが可能となる。而して、このよう
によくほぐされ、かつ良好に摩擦帯電された絶縁
性磁性トナーによつて、本発明によれば現像位置
において安定した磁気ブラシ穂長が形成され、細
線の再現性を改善しかつ地カブリのない現像画像
を得ることができ、例えば商業用複写機の現像装
置として有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気現像スリーブの模式図、第
２図は本発明装置に用いる磁気現像スリーブの模
式図、第３図乃至第５図はそのスリーブ表面の強
磁性体の分布模様を示す平面図、第６図・第７図
は本発明装置に用いる磁気現像スリーブの他の実
施例を示す模式図、第８図は本発明装置の概略を
示す正面図である。 １，６，６ａ，６ｂはスリーブ、２，９，９
ａ，９ｂ，１３は磁石、３はブレード、４，８は
トナー、５，１０，１０ａ，１０ｂは磁気ブラ
シ、７，７ａは強磁性体、１２は磁性体メツシ
ユ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性体からなるスリーブと該スリーブ内部
   に設けた少なくとも１個以上の磁石とを相対的に
   回転させて該スリーブ外面に供給した現像剤を現
   像部へ担持搬送させる画像形成装置用磁気ブラシ
   現像装置に於て、該スリーブ表面に強磁性体を微
   小面積単位に分割して設け、現像剤として絶縁性
   磁性トナーを用い、該スリーブにより該絶縁性磁
   性トナーを担持搬送するとともに、摩擦帯電する
   ことを特徴とする磁気ブラシ現像装置。 ２ 前記スリーブに交流電圧を印加することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気ブラ
   シ現像装置。