JPH0229215B2 - Genzosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は乾式現像剤で静電潜像を現像する現像
装置に関する。

従来技術 従来、乾式現像方式としては各種装置が提案さ
れ又実用化されている。しかし、いずれの現像方
式においても乾式現像剤の薄層を形成することは
極めて難かしくこのため比較的厚い層の形成で現
像装置を構成していた。しかるに現像画像の鮮明
度、解像力、等の向上が求められている現在、乾
式現像剤の薄層形成方法及びその装置に関する開
発は必須となつている。

従来知られている乾式現像剤の薄層を形成する
方式としては特開昭54−43037が提案されており、
且つ実用化されている。しかし、これは磁性現像
剤の薄層形成に関するものであつた。磁性現像剤
は磁性を持たせるため現像剤内に磁性体を内添し
なければならず、これは転写紙に転写した現像像
を熱定着する際の定着性の悪さ、現像剤自身に磁
性体を内添するため（磁性体は通常黒色である）
そのカラー再現の際の色彩の悪さ等の問題点があ
る。

このため非磁性現像剤の薄層形成方式としてビ
ーバーの毛のような柔い毛を円筒状のブラシにし
て、これに現像剤を付着塗布する方法や、表面が
ベルベツト等の繊維で作られた現像ローラにドク
ターブレード等により塗布する方式が提案されて
いる。

しかしながら上記繊維ブラシにドクターブレー
ドとして弾性体ブレードを使用した場合、現像剤
量の規制は可能であるが、均一な塗布は行われ
ず、現像ローラ上の繊維ブラシを摺擦するだけ
で、ブラシの繊維間に存在する現像剤への摩擦帯
電電荷賦与は行われないため、ゴースト等の発生
しやすい問題点があつた。

発明の目的 本件出願人は別途出願において、磁界により拘
束された磁性粒子を使用して、現像剤保持部材上
に非磁性現像剤の薄層を形成する方法および装置
を提案したが、この方法および装置を実施するに
あつたつて、この磁性粒子が現像剤供給容器内を
適当に循環することが好ましい。

本発明はこの種の方法および装置において、磁
性粒子の循環を良好ならしめることを目的とす
る。

発明の構成 本発明の装置は、現像剤供給容器と、この容器
の開口に、この容器の内部と外部に臨むように、
かつ現像部に於いて像担持体に対向するように設
けられた現像剤保持用非磁性回転部材と、この回
転部材内部に設けられた固定磁界発生手段と、上
記回転部材に対向配置されたブレード部材と、を
備え、上記容器内で、磁性粒子を含む基層であつ
て、上記回転部材の回転により回転部材の周囲に
沿つて上昇移動し、そして上記ブレード部材及び
固定磁界発生手段の磁力によつて通過を阻止され
た磁性粒子が上記上昇移動部の外側を重力により
下降移動する基層が回転部材上に、そしてこの基
層上に現像剤を含み、かつ磁性粒子は含まない
か、含んでも上記基層よりも少ない割合でしか含
まない外層が夫々形成され、上記基層の磁性粒子
の上記下降移動によつてこの外層から現像剤を取
り込み、この取り込まれた現像剤を回転部材によ
り現像部に搬送して静電潜像を現像するものであ
り、上記ブレード部材とともに磁性粒子の通過を
阻止する磁極は回転部材の表面で磁束密度が300
〜800ガウスで、かつ、半値幅が前記回転部材の
回転軸を中心として50度〜120度である磁界を発
生させることを特徴とする現像装置であるので、
循環が確実に発生し、しかも、これが強すぎない
ので、適当な循環が確保できるとともに、磁性粒
子の漏出の可能性を最小とする。

実施例 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明の非磁性現像剤薄層形成方法およ
び装置の説明図である。

第１図において、１１は円筒状電子写真感光体
であり矢印方向ａに移動する。この感光体１１に
対して間隙を介して現像剤を保持する非磁性の保
持部材１２が設けられ、本実施例においてはこの
保持部材１２は円筒状であるが、無端移動するウ
エブ状としても良い。電子写真感光体１１につい
ても同様である。この感光体１１の移動とともに
現像剤保持部材１２を矢印ｂ方向に回転移動させ
る。この現像剤保持部材１２に現像剤を供給する
ために現像剤供給容器１３が設けられている。現
像剤供給容器１３はその下部近傍に開口を有し、
該開口部に現像剤保持部材１２が設けられてい
る。現像剤保持部材は開口から一部が外部に露出
しているので、その表面は現像剤供給容器の内部
から同外部へ移動し、つづいて同内部へ戻る。現
像剤供給容器１３の下部は現像剤保持部材１２の
下方を包うように包囲体が形成されており現像剤
が外部に漏れないようになつている。現像剤保持
部材１２の内部には固定磁界を発生する固定磁界
発生手段、すなわち、磁石１４が固定的に設けら
れている。磁石１４は固定されているので、現像
剤保持部材１２のみが回転する。この磁石１４は
磁性粒子拘束磁極１４―１（Ｎ）および磁性粒子
くみ上げ磁極１４―２（Ｓ）を有する。この磁性
粒子くみ上げ磁極１４―２に対向する容器１３の
内側壁部には磁性材料からなる鉄片１８が設けら
れている。鉄片１８は、鉄等の金属以外にも磁性
粒子くみ上げ磁極とは逆極性の関係に対向する磁
石であつても良い。これら磁性部材は磁性粒子く
み上げ磁極１４―２に対向する容器に壁に取付け
ても良いし、又は容器自体を鉄等の磁性体で構成
し、磁性粒子くみ上げ磁極１４―２に対向する容
器の壁を現像剤保持部材１２に近付けて構成して
も良い。

現像剤供給容器１３の開口の上部近傍には磁性
体よりなる磁性粒子拘束部材としての磁性ブレー
ド１５が配置されている。この磁性ブレード１５
に対して現像剤保持部材１２を介した反対側には
磁石１４の磁性粒子拘束磁極１４―１があるが、
この磁極Ｎの位置は磁性ブレード１５の対向する
位置より現像剤保持部材１２の回転方向上流側位
置にある角度θ（５〜50度）ずれて配置されてい
る。磁性粒子拘束部材１５としては、鉄等の磁性
体やアルミニウム、銅、樹脂等の非磁性体による
ブレード板や壁を用い得る。

かかる構成の装置の現像剤供給容器１３に磁性
粒子あるいは磁性粒子と非磁性現像剤とを含む混
合体を供給することにより、基層１６を形成させ
る。この基層を形成する混合体は磁性粒子に対し
て約５〜70％（重量）の非磁性現像剤を含むこと
が好ましいが、磁性粒子のみとしても良い。そし
て、磁性体粒子としては、鉄粉、フエライト、こ
れらを樹脂で結着したものを用い得る。磁性粒子
の粒径は30〜200好ましくは70〜150ミクロンであ
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。
基層１６中の磁性粒子は磁石１４の発生する磁界
により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシは後
述の循環作用を行う。磁性粒子拘束磁極１４―１
と磁性ブレード１５間にも磁気ブラシが形成され
これは基層１６の磁性粒子を現像剤供給容器１３
の内部に拘束する。

この基層１６の上に非磁性現像剤を供給するこ
とによりほぼ上下方向、すなわち、現像剤保持部
材１２外周上およびその外側に、２層が形成され
る。この非磁性現像剤に少量の磁性粒子を加えた
ものを用いて現像剤層を形成しても良いが、この
場合でも、現像剤層の磁性粒子含有量は前記の基
層１６よりも小さい。非磁性現像剤としては、樹
脂に顔料又は染料を、混練し、これを粉砕したも
のやカプセル化したものを用い得る。この非磁性
現像剤に、流動性を高めるためにシリカ粒子を、
および、感光体１１の研磨のために研磨剤粒子を
外添してもよい。

２層の形成方法はこのように２段階に分けて供
給するものに限らず、例えば、基層１６と現像剤
層１７の全量分の磁性粒子と非磁性現像剤をほぼ
均一に混合したものを供給して、その後、現像剤
供給容器１３に振動を与えて、磁性粒子と非磁性
現像剤の比重の差および磁石１４の磁界により２
層を形成させてもよい。

このように特に２層を形成させずに、磁性粒子
と非磁性現像剤をほぼ均一に混合したものを供給
した場合でも、十分な磁気ブラシを形成できる量
の磁性粒子を含んでいれば、実施可能であるが、
磁気ブラシの長期的な安定性維持のためには２層
とすることが好ましい。

このように磁性粒子と非磁性現像剤を与えた状
態で、現像剤保持部材１２を回転させると磁性粒
子は、各磁極による磁界および重力の作用によ
り、第１図に矢印ｃで示すように循環運動を行な
う。すなわち、現像剤保持部材１２の外表面近傍
では現像剤供給容器１３の下部の磁性粒子は磁石
１４による磁界と現像剤保持部材１２の回転の相
互作用により現像剤保持部材１２の外周にそつて
上昇し、このときに、非磁性現像剤と現像剤保持
部材１２の表面は接触して基層中の非磁性現像剤
は静電的に現像剤保持部材１２上に塗布される。

本実施例において、非磁性現像剤は磁性粒子乃
至は現像剤保持部材１２との摩擦により帯電する
が、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、必要な帯電を現像剤保持部材１２から受ける
ようにすれば磁性粒子の劣化の影響を防ぐことが
できるとともに現像剤保持部材１２への現像剤塗
布が安定する。

磁性粒子は現像剤保持部材１２の回転により上
昇して行くが、磁性ブレード１５と磁性粒子拘束
磁極１４―１との間に形成される磁界により、現
像剤保持部材１２表面と磁性ブレード１５の先端
の間隙を通過することをさまたげられる。したが
つて、この部分の磁性粒子は、あとからつぎつぎ
に送られてくる磁性粒子に押されて、第１図に矢
印ｃで示すごとく旋回して、その後、重力により
ゆつくりと落下する。この落下の間に現像剤層１
７の下部の非磁性現像剤を取込んで現像剤供給容
器１３の下部に戻り磁性粒子くみ上げ磁極１４―
２の作用と現像剤保持部材１２の回転により、再
び上昇し、これを繰返す。

一方、摩擦帯電された現像剤は非磁性であるた
め磁性ブレード１５先端と現像剤保持部材１２表
面の間隙に存在する磁界で拘束されず通過でき、
磁性ブレード部に形成された磁気ブラシ部で現像
剤保持部材表面に鏡映力による作用とともに均一
に薄くコーテイングされて現像剤保持部材１２の
表面に載つて現像剤供給容器１３のが外部に出て
感光体１１の表面に対面して現像に供される。

ここで、磁性粒子拘束磁極１４―１の幅のよる
現像剤保持部材１２上の磁性粒子の動きついて説
明する。

第２図は、現像剤保持部材１２の回転中心軸か
ら見た角度で、磁性粒子拘束磁極１４―１の半値
幅を30度の設定した場合、第３図は同半値幅を30
度に設定したままで、磁性粒子拘束磁極１４―１
と磁性粒子くみ上げ磁極１４―２の間に磁極を加
えた場合を示す。第２図の半値幅および配置では
磁性粒子拘束磁極１４―１による磁気ブラシと磁
性粒子くみ上げ磁極１４―２による磁気ブラシと
が分離して、磁性粒子は各々の磁極で拘束される
ので、循環が極めて弱くなり、現像作用により消
費される現像剤を現像剤層１７から磁気ブラシ中
に十分に取込むことができず、現像を続けると、
現像濃度が低下することになる。

つぎに、第３図のごとく、磁極を追加して３極
構成とした場合でも、磁性粒子拘束磁極１４―１
の半値幅が30度程度であると、磁界は現像剤保持
部材１２表面で磁束密度が急激に変化するため、
搬送力が強く、磁性粒子くみ上げ磁極１４―２に
よつて現像剤保持部材１２に拘束された磁性粒子
が強く搬送されるので、磁気ブラシの運動は早
く、現像剤を過剰に取込むことになつて、現像剤
保持部材１２上への現像剤塗布が不安定になると
ともに、現像剤粒子と現像剤保持部材１２表面と
の接触度が減るために現像剤へのトリボ付与が不
十分となり、現像運転を行なつた場合、濃度ムラ
やかぶりが発生する。さらに、磁性粒子が急速に
運動することから、磁性粒子拘束磁極１４―１に
よる磁性粒子の拘束力が相対的に弱まつて、磁性
粒子がブレード１５と現像剤保持部材１２との間
隙から容器１３外へ漏出する可能性がある。

第４図は、磁性粒子拘束磁極１４―１の半値幅
を50度〜120度と、大きく設定し、磁束密度の分
布を広くした場合を示す。このように、広くする
と、磁性粒子の運動が適度に抑制されて磁気ブラ
シによる磁性粒子の循環が適度になり、磁気ブラ
シによる現像剤の取込み量も過剰となることはな
く現像剤保持部材１２上には均一で、かつ、十分
にトリボ帯電された非磁性現像剤薄層が得られ
る。さらに、磁性粒子の運動は比較的遅いので、
磁性粒子拘束磁極１４―１による磁性粒子の拘束
が確実に行われ、現像剤保持部材１２へ磁性粒子
が漏出しにくい。特に、半値幅を約90度にした場
合に、濃度ムラ、かぶり、濃度低下のない良好な
画像を得ることができる。磁性粒子拘束磁極１４
―１の半値幅が120度を越えると、磁性粒子の循
環が著しく低下するため、磁気ブラシへの現像剤
の供給が不足し、濃度低下をおこす。

つぎに、磁界の強さについて説明すると、磁性
粒子拘束磁極１４―１の強さが300ガウス未満で
は磁性粒子の拘束力が弱まり、磁性粒子が現像剤
保持部材１２上に漏出して現像部へ至ることにな
る。逆に800ガウス以上にすると、磁性粒子が強
く現像剤保持部材１２上に圧着状態で拘束される
ために、形成される非磁性現像剤層が筋状にな
り、良好な画像を得ることができない。磁性粒子
拘束磁極１４―１としては、300ガウス〜800ガウ
ス、好ましくは500ガウス〜600ガウスがよい。

以上説明した如く、本発明によれば、磁性粒子
拘束磁極１４―１が半値幅の広い磁界を形成する
ので、磁性粒子の適当な循環および非磁性現像剤
の確実、適量の取込みが確保され、しかも磁性粒
子の漏出の可能性を減じ、良好な現像が達成でき
る。

ここで使用する現像方法としては特開昭55−
18656に記載の方法が好ましい。電子写真感光体
１１と現像剤保持部材１２との間にはバイアス電
源１９により電圧が印加される。バイアス電源１
９は交流でも直流でもよいが、交流に直流を重畳
したものが好ましい。現像により供される現像剤
は基層１６から現像剤保持部材１２に供給され、
基層１６における不足分は、前述の循環運動によ
り現像剤層１７から供給される。

２層構成とした場合、基層１６は最初から現像
剤保持部材１２の外表面近傍に形成されており、
また、現像剤層１７は磁性粒子を全く含有しない
か、あるいは装置の使用とともに不可避的に発生
する磁性粒子の喪失を補う程度の僅かの量である
ため、基層１６内の磁気ブラシの状態は運転を長
期間続行してもほぼ一定に維持され、変化しな
い。この意味において、基層１６内の磁性粒子は
現像剤またはその一部ではなく現像装置の一部で
ある。

また、現像剤保持部材１２は基層１６とのみ接
触し、現像剤層１７とは直接接触しないことがこ
好ましく、この場合、現像剤保持部材１２による
現像剤層１７にたいする搬送力が発生しないの
で、現像剤層１７の多寡にかかわらず基層１６の
現像剤含有量の変動は発生しない。

基層１６の厚さは磁性粒子の循環運動および非
磁性現像剤の取込みとの関係において考慮するこ
とが望ましい。すなわち、基層１６の上部は非磁
性現像剤をとりこむ機能を行うものであるから、
該上部は第２図に矢印で示すように移動している
ことが望ましい。基層１６の厚さが大き過ぎると
基層１６の上部すなわち現像剤層１７の下部との
接触部が移動しなくなつて現像剤層１７から非磁
性現像剤を十分に取込めなくなるからである。

つぎに、本発明の一具体例について説明する。
具体例装置において感光体１１は矢印ａ方向に60
ミリ／秒の周速度で回転する。現像剤保持部材１
２は矢印ｂ方向に66ミリ／秒の周速度で回転し、
外径32ミリ、厚さ0.8ミリのステンレス
（SUS304）製である。その表面は＃600のアラン
ダム砥粒を用いて不定型サンドブラストを施し、
周方向表面の粗面度を0.8ミクロン（RZ＝0.8S）
にした。

一方、回転する現像剤保持部材１２内にはフエ
ライト焼結タイプの磁石１４を固定して配設し、
その磁性粒子拘束磁極１４―１であるＮ極は磁性
ブレード１５に対して、現像剤保持部材１２の中
心Ｏと磁性ブレード１５先端を結ぶ線から30度
（図示θ）傾けて設定してある。そしてこの半値
幅は現像剤保持部材１２の回転軸を中心角として
90度に設定して第６図の如くにした。磁性粒子く
み上げ磁極１４―２であるＳ極は、現像剤供給容
器１３の現像剤保持部材１２入口側に設けた磁性
部材である鉄片１８に対向して位置する。この磁
性粒子くみ上げ磁極１４―２の現像剤保持部材１
２表面での磁束密度は、鉄片１８の存在下でその
ピーク値が650ガウスであり、鉄片１８を外した
状態では400ガウスであつた。このとき磁性粒子
くみ上げ磁極１４―２と鉄片１８との位置関係
は、鉄片１８の現像剤保持部材１２回転方向への
幅は0.5mmで、且つ現像剤保持部材１２と鉄片１
８間の距離は1.0mmに設定した。

磁性ブレード１５は鉄製であり表面にさび止め
のためニツケルメツキを施した。この磁性ブレー
ド１５は現像剤保持部材１２の表面に対して間隔
を100ミクロンに設定した。

磁性粒子としては粒径70〜100ミクロン、最大
60emu／ｇの球形フエライト（TDK社製）を
100g用いた。一方、非磁性現像剤としてはポリ
エステル系樹脂100部に対し、銅フタロシアニン
系顔料３部、負性荷電制御剤５部（アルキルサル
チル酸金属鎖体）を内添し、シリカ0.5％を外添
した平均粒径12ミクロンの負（−）極性に帯電す
るシアン色の粒体を200g用意した。そして、上
記非磁性現像剤と磁性粒子とをよく混合した後、
現像剤供給容器１３内に入れた。上記現像剤供給
容器１３内における非磁性現像剤と磁性粒子との
混合体、特にこの磁性粒子が磁界の下で現像剤保
持部材１２により搬送されることで循環運動する
様子が、現像剤が少なくなつた状態で観察でき
た。

この構成の現像装置においては、現像剤保持部
材１２の回転にともない現像剤保持部材１２の表
面には、約60ミクロン厚の非磁性現像剤のみによ
る薄層が形成できた。この現像剤薄層をブローオ
フ法により帯電電位を測定したところ、−７マイ
クロクーロン／ｇの電位で均一に帯電しているこ
とを確認した。

この現像剤保持部材１２に対向する感光体１１
表面には、静電潜像として暗部＋600Vで明部＋
150Vの電荷模様を形成し、現像剤保持部材１２
表面との距離を300ミクロンに設定した。そして、
上記現像剤保持部材１２に対し電源１９により周
波数800Hz、ピーク対ピーク値が1.4kVで、中心
値が＋300Vの電圧を印加したところ、現像むら
やゴースト像、更にはかぶりのない商品質の現像
像を得ることができた。

また、現像剤供給容器１３内の混合体に関して
は、磁性粒子はほとんど消耗されずに非磁性現像
剤のみが現像のために消費された。また、現像機
能は現像剤がほとんど消費されるまで変わらずに
安定していた。

ところで、磁性粒子拘束磁極１４―１としてＮ
極を用いた場合を例示したが、勿論、Ｓ極でも良
い。

なお、上記具体例では規制部材に鉄等の磁性体
よりなる磁性ブレードを用いているが、アルミニ
ウム・銅・樹脂等の非磁性体よりなる非磁性ブレ
ード又は容器を構成する樹脂やアルミニウム等の
非磁性体の壁を、この規制部材として用いること
もできる。しかし、この場合、磁性粒子の流出を
防止するため、スリーブと規制部材との間隙を磁
性ブレードを用いるときよりも更に小さくする必
要がある。また、磁性ブレードを用いる場合は、
ブレードと磁極間の磁界により現像剤の出口部に
安定して磁気ブラシが形成できる点で好ましい。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、磁界に
より拘束された磁性粒子を使用して、現像剤保持
部材１２上に非磁性現像剤の薄層を形成する装置
において、磁性粒子を容器内で適切に循環させる
ことができるので、良好な現像が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を使用した現像装置の断面
図、第２図および第３図は、、本発明によらない
装置における磁束密度の分布を極座標で表した説
明図、第４図は本発明による装置における磁束密
度分布を極座標で表した説明図で、第５図は、本
発明を実施した一具体例の磁束密度分布を極座標
で表わした説明図である。 符号の説明 １１：電子写真感光体、１２：現
像剤保持部材、１３：現像剤供給容器、１４：固
定磁界発生手段、１４―１：磁性粒子拘束磁極、
１４―２：磁性粒子くみ上げ磁極、１５：磁性粒
子拘束部材、１６：基層、１７：現像剤層、１
９：バイアス電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像剤供給容器と、この容器の開口に、この
   容器の内部と外部に臨むように、かつ現像部に於
   いて像担持体に対向するように設けられた現像剤
   保持用非磁性回転部材と、この回転部材内部に設
   けられた固定磁界発生手段と、上記回転部材に対
   向配置されたブレード部材と、を備え、上記容器
   内で、磁性粒子を含む基層であつて、上記回転部
   材の回転により回転部材の周囲に沿つて上昇移動
   し、そして上記ブレード部材及び固定磁界発生手
   段の磁力によつて通過を阻止された磁性粒子が上
   記上昇移動部の外側を重力により下降移動する基
   層が回転部材上に、そしてこの基層上に現像剤を
   含み、かつ磁性粒子は含まないか、含んでも上記
   基層よりも少ない割合でしか含まない外層が夫々
   形成され、上記基層の磁性粒子の上記下降移動に
   よつてこの外層から現像剤を取り込み、この取り
   込まれた現像剤を回転部材により現像部に搬送し
   て静電潜像を現像するものであり、上記ブレード
   部材とともに磁性粒子の通過を阻止する磁極は回
   転部材の表面で磁束密度が300〜800ガウスで、か
   つ、半値幅が前記回転部材の回転軸を中心として
   50度〜120度である磁界を発生させることを特徴
   とする現像装置。 ２ 前記回転部材には交流又は直流バイアス電圧
   が印加される特許請求の範囲第１項記載の現像装
   置。