JPH0143306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一成分磁性現像剤を用いて潜像を現像
するその装置に関する。

一成分現像剤を適用する現像方法は、各種の方
法が知られており、或いは提案されている。

この中でもトナー転移現像法が特異な存在とし
て知られている。この方法は現像剤保持手段上に
一成分現像剤を均一に薄層として塗布した後この
現像剤薄層表層とは小間隙を保つて静電潜像面を
対向させ、その静電引力により現像剤を現像剤保
持手段から静電潜像面に飛翔させて現像する方法
である。（特公昭41−9475号公報、米国特許第
2839400号明細書参照）この方法によると潜像電
位のない非画像部では現像剤が引き付けられない
ばかりか現像剤が非画像部に接触しないのでカブ
リの全くない良好な現像が行なわれる。更にキヤ
リヤ粒子を用いないので現像剤の混合比に変動が
なくキヤリヤ粒子の劣化もない等良好な効果が得
られる。

また、出願人はこの現像法とは別異の現像法と
して特開昭54−43037号公報及び特願昭53−92108
号等に記載した如き全く新しい現像法を提案し
た。

前者の現像法は一成分磁性現像剤と現像剤保持
手段（非磁性）と磁界発生手段とをこの順で配置
し磁界発生手段による磁力により現像剤保持手段
上に均一な現像剤薄層を形成しこの現像剤薄層表
層が静電潜像形成面に接触しないように微小間隙
を離して対向させ、その静電引力により画像部に
対向した現像剤を伸長させることにより現像を行
う。これも又非画像部に現像剤が接触しない状態
で現像を行うのでカブリの全くない現像画像が得
られる。

後者の現像法は一成分磁性現像剤と現像剤保持
手段（非磁性）と磁界発生手段とをこの順で配置
し磁界発生手段による磁力により現像剤保持手段
上に均一な現像剤薄層を形成しこの現像剤薄層表
層が静電潜像形成面に接触しないように微小間隙
を離して対向させ、その間隙に現像バイアス電圧
として交流バイアス電圧を印加し、更には静電潜
像面と現像剤保持手段との間隙を経時的に変化さ
せることにより現像を行うものである。この現像
法により現像の初期においては静電潜像の非画像
部にも現像剤を到達させることによりハーフトー
ン部の現像を行い経時的に画像部のみに到達する
ようにして現像を行う。これにより前者の現像法
に比較してハーフトーンの再現性の良いしかもカ
ブリのない現像が行なわれる効果が得られる。

このように一成分現像剤の薄層を潜像面に対向
配置して現像する現像方法では従来ものに比して
現像性能、画像再現性、現像剤の寿命等において
極めて秀れた効果が得られる。

このような現像法は、従来の潜像面に現像剤の
刷子を摺擦して顕像を得る刷子現像と異なり、現
像部に供給される現像剤は薄層を成し、この現像
剤層は外電界無印加の状態では潜像面に接触して
いない。第１図にこのような現像方法に用いられ
ている現像装置の一例を示す。１は潜像保持体で
あり、２は内部に固定磁極２ａ〜２ｄを有するス
リーブローラー、３は固定された磁性体のドクタ
ーブレード、４は一成分磁性現像剤、５はその収
容容器である。６はスリーブローラ表面から現像
剤を除去するスクレーパ、７は交番バイアス電源
である。この種の現像装置では、実用に供する50
〜100μ厚の現像剤薄層を得るために、スリーブ
１内の磁極２ｂと磁性体ドクターブレード３によ
り強い磁界を形成しており、一成分絶縁性現像剤
は回転するスリーブ２との接触により摩擦帯電を
受けて、スリーブ２とドクターブレード３の間の
磁界により層厚を規制されて、現像部Ｄへと供給
される。スリーブ２とドクターブレード３の間隙
は強磁場を作る上で重要な要因であり上述の薄層
に対応しては200〜400μ（スリーブ上の磁束密度
800ガウス）の狭い間隙を保たねばならない。こ
のため、磁性体ドクターブレード２の先端仕上げ
は高い精度を要求されている。又間隙が狭いため
に現像剤４に、磁気で厚み規制する際に、強い歪
力が働くために、現像剤中にケーキングが生じ易
く塗布される薄層に塗布の部分的に欠落した白ス
ジ部分を発生させたり、或は異物がスリーブ２と
ドクターブレード３の間にはさまれて、やはりト
ナーの薄層にスジを発生させるという問題が生じ
る場合がある。又、現像剤によつては一担使用さ
れたスリーブ表面の現像剤欠如部分への塗布が十
分に回復しないで、いわゆるスリーブゴーストが
出たり、或はスリーブ２の表面に何らかのきつか
けで凝集した現像剤が付着した場合などは、凝集
した個所を核として比較的厚い塗布層が部分的に
形成され、一旦そうなると、いくらスリーブを回
転しても元の薄層には復元し難い。又、現像剤が
保持すべき電荷量は主としてスリーブ２の表面と
絶縁性現像剤の接触・摩擦により摩擦帯電系列に
従つて発生するが、長期間の使用に於いてはスリ
ーブ２の表面が現像剤の構成成分である樹脂の微
粉等によつて被覆されてしまい、摩擦帯電が十分
に発生しなくなつたり、現像剤の薄層塗布が不十
分になつたりするいわゆるスリーブ劣化が生ずる
ことがある。このため、スリーブ２の表面の現像
剤層を塗布する前に一旦掻き落とす手段（例えば
第１図に示したスクレーパ６）が必要となる場合
もある。

本発明の目的は以上の問題点をことごとく解決
して、上述の狭い間隙や強い磁力に起因する事故
を除去する装置を提供することである。

本発明の他の目的は現像装置全体としてその構
成部材やその組立て精度の比較的緩やかな現像装
置を供給することである。

本発明の更に他の目的は現像スリーブ等の現像
剤担持体に直接当接する特別の現像剤掻落とし手
段を用いることなく、スリーブ表面に出来る凝集
現像剤や異物の付着が現像剤担持体の回転ととも
に清掃されて消滅し、薄層が復元するような装置
を提供することにある。

以上の目的を達成する本発明は、一成分磁性現
像剤を収容した容器からこの現像剤の供給を受け
て担持搬送する供給用回動体と、この供給用回動
体に間隙をおいて対向配置され、この供給用回動
体から上記現像剤の供給を受けて現像位置に搬送
し、像担持体に担持された静電潜像を現像する現
像用回動体と、上記供給用回動体と現像用回動体
が対向する位置に於いて上記供給用回動体内に静
止配置された磁極と、上記供給用回動体と現像用
回動体が対向する位置に於いて上記現像用回動体
内に静止配置された磁極或いは磁性体と、を備
え、上記対向位置に於いて供給用回動体内の磁極
及び現像用回動体内の磁極或いは磁性体とによ
り、現像用回動体側でよりも供給用回動体側の方
でより強い磁界を形成して上記現像剤の磁気ブラ
シを形成し、この磁気ブラシを現像用回動体に摺
擦させて現像用回動体に現像剤層を形成する現像
装置である。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第２図、及び第３図は本発明の実施例ではない
が、第４図に示す本発明の実施例が、第２図、第
３図の現像スリーブ内に静止磁極或いは磁性体を
配置した、これの改良であるから、参考例として
示すもので、潜像保持体１及び一成分磁性現像剤
は第１図に示したものと同じである。１１はこの
潜像保持体１に近接して配置された現像用担持体
であり現像スリーブと略称される。この現像スリ
ーブ１１と潜像保持体との最近接距離は、当該現
像スリーブ１１上に後述する方法で形成される現
像剤の薄層表面と上記潜像保持体との間に空隙が
存し得るように設定されている。１２は現像スリ
ーブ１１に対向して回転可能でありその回転軸が
スリーブ１１の回転軸として平行に支持されてい
る非磁性スリーブローラであり現像剤供給担持体
を構成し、その内側に固定の磁石ロール１３を有
している。該磁石ロール１３には、図示例のごと
く複数個の磁極１３ａ〜１３ｄが設けられてい
る。尚現像スリーブ１１は潜像保持体１１と同方
向に回転すべく反時計方向に、又スリーブローラ
１２は現像スリーブ１１の回転方向と順方向回転
をなすべく時計方向に駆動されている。

１６は磁極１３ｄによる磁界中にあつてスリー
ブローラ１２に対向して微小間隙をおいて配置さ
れたドクターブレードであつて、磁石ロール１３
よるスリーブローラ１２上の現像剤磁気ブラシの
高さをその位置で規制するものである。この現像
スリーブ１１及びスリーブローラ１２の材料とし
ては、後述する一成分磁性絶縁性トナー４に対し
て摩擦帯電系列が該トナーに潜像電位と反対極性
の電荷を付与できる性質のものであれば良く、例
えばステンレススチール、アルミニウム、鉄等の
金属、又はそのような帯電系列にある合成樹脂等
の絶縁体でも良い。

一成分磁性絶縁性トナーとしては例えば次の組
成のものが適用できる。

スチレンマレイン酸樹脂 70wt％ フエライト 25wt％ カーボンブラツク 3wt％ 電荷制御剤 2wt％ コロイダルシリカ 0.2wt％ 外添 １７は現像間隙に交番バイアス電界を印加する
ための電源であつて、現像スリーブ上の薄層トナ
ーに作用してトナーを階調性良く潜像保持体の画
像部に付着せしめるものである（特願昭53−
92108号参照）。

斯かる一成分磁性トナーを収容した容器１５か
らトナーはスリーブローラ１２の表面上に該ロー
ラ１２の回転と共に塗布され且つ、磁極の作用で
磁気刷子を形成するスリーブローラ１２の回転に
従い、磁気刷子が順次磁極１３ｂ，１３ａで形成
され磁気的に吸引されて搬送されるが、磁極１３
ｄとの対向位置でその刷子の高さにドクターブレ
ード１６で所定の値に規制される。次いで現像ス
リーブ１１との対向位置に来ると、第３図に示さ
れるように磁極１３ｃの磁界で磁気刷子は穂立
し、その穂が現像スリーブ１１の表面と接触しつ
つ撹乱されることで該表面との間の摩擦により磁
性絶縁性トナーは帯電され、帯電されたトナーが
現像スリーブ１１の表面上を薄く覆う層を形成す
る。この薄層は現像スリーブ１１の回転と共に現
像部Ｄに移送され、第１図について先述した現像
に供することができる。

第２図に示した現像装置において、アルミニウ
ムより成るドクターブレード１６とステンレス製
の磁気刷子スリーブ１２（表面磁束密度800ガウ
ス）の間隙を１mmとし、磁気刷子スリーブ１２と
ステンレス製の現像ローラー１１の間隙を１mmと
した場合、現像ローラー１１上には十分な濃度
（反射濃度1.60）の一成分現像剤の薄層（80μ程
度）が得られ、現像された画像も十分な濃度を示
した。

従来例に比較してこの現像装置では、上の例に
も明らかなように現像剤を規制する部材（ドクタ
ーブレード１６と磁気刷子スリーブ１２）間の間
隙が２倍以上に広げられる。このことは例えばマ
イクロカプセルトナー等の凝集し易い現像剤のケ
ーキング発生の頻度を減少させ、上述したドクタ
ーブレード１６とスリーブ１２の間に凝集した現
像剤がはさまり、塗布層に塗布ムラを発生させる
という事故も格段に少なくなる。又、間隙を広げ
られることは従来のものに比べて構成部材の表面
精度や組立ての精度も緩和出来るという長所を伴
なう。

第４図は本発明の一実施例で、現像ローラーと
してスリーブ１１′を用い塗布部１９に対応して
スリーブ１１′内に磁極１８を配置した第２図の
態様の変形構成例の一部拡大図である。磁極１８
の代りに磁性体を配置しても以下に述べる効果は
同様であるが、以下は磁極を配置した場合につい
て述べる。

第４図に示した態様の場合、塗布部１９におい
て、スリーブ１１′の内部磁極が無い場合（第３
図）と比較して、磁気刷子はより強く穂立ちし、
スリーブより成る現像ローラー１１′と現像剤の
摩擦も促進されるために、以下のような更なる長
所が現出する。

第１に塗布される現像剤量が上昇し、より厚い
或はより目で見て濃い薄層を得ることが出来る。
これは現像剤が現像ローラー１１′の表面とより
強く摩擦されることが原因である。

第２に現像ローラー１１′と磁気刷子ローラー
１２の間隙を、内部磁極が無い場合には磁気刷子
Ｂが現像ローラー１１′と接しない程の距離まで
広げた状態でも安定した薄層塗布が可能となる。
このことは圧力定着用の凝集し易い現像剤の凝集
を防止する上で大いに効果的である。

第３に内部磁極が無い場合、現像剤によつては
生じやすい現像ローラー上のゴーストは磁極を配
置することで完壁に消える。これは磁気刷子Ｂが
強い穂立ちを行なうことで、その都度現像ローラ
ー１１′の表面を清掃すると同時に新たに現像剤
を摩擦帯電させて薄層を形成する効果が生ずる為
である。又、何らかの原因で現像スリーブ１１′
上に付着した凝集した現像剤についても、磁気刷
子でこすられている間に現像スリーブ１１′表面
からは除去され、均一な薄層が復元する。又、現
像ローラー１１′の表面がその都度清掃されるた
めに、スリーブ劣化も生じない。こうして、従来
往々にして必要とされた現像ローラーの表面の現
像剤の掻き落とし手段は不必要となる。

第４に、磁気刷子ローラー１２上の磁気刷子に
多少のスジやムラが生じた場合でも、内部磁極１
８があることで、塗布部１９において強い刷子が
出来、そのためスジやムラは消されて、現像スリ
ーブ１１′上にはスジやムラは反映されない。

第２図に改良を加えた第４図に示した実施の態
様において、アルミニウムより成るドクターブレ
ード１６とステンレス製の磁気刷子ローラー１２
（表面磁束密度800ガウス）の間隙を0.8mmとし、
磁気刷子ローラー１２とステンレス製現像スリー
ブ１１′の間隙を1.5mmとし、現像スリーブ１１′
の内部に塗布部１９の表面で磁束密度600ガウス
となるような磁極１８を配置した場合、現像スリ
ーブ１１′上には一層濃い（反射濃度1.8）一成分
現像剤の薄層が得られ、現像された画像も反射濃
度1.6の十分な濃度を示した。この例に示すよう
に、磁気ブラシローラー１２と現像スリーブ１
１′の対向位置に於いて形成される磁界は、スリ
ーブ１１′側でよりもローラー１２側の方でより
強い。従つてスリーブ１１′に薄層の現像剤層を
形成できる。また、スリーブ１１′間に磁極では
なく磁性体を配置した場合も、ローラー１２側の
方でより強い磁界となるが、それ故この場合もス
リーブ１１′に薄い現像剤層を形成できる。

以上のように、この現像装置を用いることで従
来の諸問題を解決した薄層の現像剤塗布が可能と
なつた。

第５図に示した実施態様は、本発明に係る現像
装置の他の実施態様で、前述の実施態様における
ものを同一符号は同一部材を指す。２１は潜像担
持体に所定の微小間隙をおいて対向して配置され
た非磁性の担持体ベルトで、その上の磁性トナー
薄層と該潜像担持体との空隙が、バイアス電界が
印加されないとき生じる程度の間隙に維持されて
可動に支持されている。２３ａ，２３ｂは該ベル
トを駆動するプーリで、これによりベルト２１を
潜像保持体との対向位置で、同方向且つ実質的に
トナー表層が同速となるように駆動している。

２２は磁気刷子を担持する非磁性のベルトでそ
の内側に磁石２５を有し、図中矢印方向にプーリ
２４ａ，２４ｂにより駆動される。勿論このベル
ト２２を磁性ベルトとし、これに帯磁してその磁
力により磁性トナー４を搬送するものでも良い。
２６は非磁性ベルト２１の内側であつてベルト２
２と対向した位置に置かれた磁石である。その作
用については、第４図について前述したものと同
様であり、こうした構成によりベルト２２により
担持された磁性トナーの磁気刷子をベルト２１に
接触させて該ベルト２１上に磁性トナーの薄層を
形成し、これを現像部Ｄへ搬送して、前述の現像
原理により現像するものである。

尚、図示はされていないが、ベルト２２上の磁
気刷子の高さを規制するドクターブレードを設け
ても良い。又、現像部において、外部交番バイア
ス電界を印加して特願昭53−92108号により提案
されている現像方法により現像するのが良い。

第６図は、第５図に示した実施態様の変形態様
を示すもので、第５図の態様と共通するものには
同一の符号を付してある。３１は非磁性の回転ス
リーブで、その中空内に磁石ロール３２を有し、
磁性絶縁性トナー４を磁界により搬送するもので
ある。３３は該磁性トナー４の収容容器である。
このスリーブ３１上に磁性トナーの磁気刷子を形
成し、これを非磁性の回動ベルト２１表面に接触
させて、トリボ電荷をトナーに与えつつ、このト
ナーの薄層を該ベルト上に形成し、これを現像部
へ搬送し、そこで上述の通りの現像原理により現
像を行うものである。

以上実施例につき詳述したが、本発明は以下の
ような効果を有している。

(1) 従来の問題点をことごとく除去し得て、現像
に寄与するに必要最小限の現像剤によつて現像
を行い、省現像剤方式で且つ均一濃度の現像を
行うことができる。

(2) 薄い現像剤層をこの層を直接規制するような
ドクターブレードの介入なくして現像用担持体
に均一に形成できるから該ドクター部で現像剤
の凝集が起こる心配もない。

(3) 磁気刷子現像剤を現像用担持体表面に接触さ
せ、そのときの両者の摩擦により現像剤に帯電
を与えるものであるから、現像剤へ与えられる
負荷は軽負荷であり、凝集してケーキングし易
い圧力定着用現像剤の使用に対しても何等問題
なく、斯かる新しい現像剤に極めて好都合な現
像方式である。

例えば、圧力定着用トナーは、従来の加熱定
着方式のトナーに比らべ、加熱手段が不要で、
今後の省エネルギー装置に好適のものである
が、圧力や大負荷により凝集し易い性質がある
ので、定着に至る前での圧力付加には特に注意
を要する。例えば、圧力定着用トナーとしてマ
イクロカプセルトナーがある。これは定着性の
良い芯材に殻材樹脂を被覆したもの（特公昭49
−1588号、特公昭51−35867号公報等参照）で
あるが、このようなトナーの使用に対しても、
本発明は何等問題ない。従つて均一に現像剤の
薄層を形成でき、白スジや不均一塗布による顕
画ムラが出るおそれが全くない。

(4) 更に現像用担持体から現像後残存する現像剤
を除去するスクレーパ等の余分な手段を必要と
しないから装置の構成が簡単となり、加えて、
スクレーパ近傍にケーキング等が発生する必配
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来提案されている装置に用いられる
現像装置の一例の断面図、第２図は本発明に対す
る参考例を示す断面図、第３図は第２図の塗布部
近傍の拡大図、第４図は本発明の一実施例の塗布
部近傍の拡大図、第５図及び第６図は本発明に係
る現像装置の他の実施態様を夫々示す断面概略図
である。 １……潜像保持体、１１，１１′，２１……現
像用担持体、１２，２２，３１……供給用担持
体、４……磁性現像剤、１７……交番バイアス電
源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一成分磁性現像剤を収容した容器からこの現
   像剤の供給を受けて担持搬送する供給用回動体
   と、 この供給用回動体に間隙をおいて対向配置さ
   れ、この供給用回動体から上記現像剤の供給を受
   けて現像位置に搬送し、像担持体に担持された静
   電潜像を現像する現像用回動体と、 上記供給用回動体と現像用回動体が対向する位
   置に於いて上記供給用回動体内に静止配置された
   磁極と、 上記供給用回動体と現像用回動体が対向する位
   置に於いて上記現像用回動体内に静止配置された
   磁極或いは磁性体と、 を備え、上記対向位置に於いて供給用回動体内の
   磁極及び現像用回動体内の磁極或いは磁性体とに
   より、現像用回動体側でよりも供給用回動体側の
   方でより強い磁界を形成して上記現像剤の磁気ブ
   ラシを形成し、この磁気ブラシを現像用回動体に
   摺擦させて現像用回動体に現像剤層を形成する現
   像装置。 ２ 現像装置に於いて現像用回動体と像担持体と
   の間に交番バイアス電界を印加する特許請求の範
   囲第１項記載の現像装置。