JPH0462077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、現像装置に係り、特に、電子写真や
静電記録において、静電潜像を顕像化する現像装
置に関するものである。

従来の技術 電子写真複写機や静電記録装置においては、セ
レン感光体や酸化亜鉛感光体等の各感光体あるい
は誘電体の表面に形成される静電潜像を現像する
ために、内部に永久磁石部材を有する非磁性材料
からなる円筒状のスリーブ上に磁性現像剤を吸着
し、スリーブとマグネツトロールとの相対的回転
によりスリーブ上で磁気ブラシを形成し、この磁
気ブラシで前記潜像担体表面を摺擦するように構
成した磁気ブラシ現像装置が使用されている。

上記の磁性現像剤としては、強磁性キヤリアと
着色樹脂粉末であるトナーからなる二成分系現像
剤や、一成分系の磁性トナーが使用されている。
二成分系現像剤において、強磁性キヤリアとして
は粒径50〜200μm程度の被覆あるいは未被覆の鉄
粉、鋼球ニツケル、フエライト等が使用され、ト
ナーとしては、粒径５〜30μm程度の樹脂中に着
色剤を分散させたものが使用されている。また一
成分系の磁性トナーは、粒径５〜50μm程度の樹
脂と磁性粉を主体とする粒子から構成されてい
る。

そして、一成分系の磁性トナーを使用する現像
装置としては、磁気ブラシ現像装置の他に、スリ
ーブ上に絶縁性磁性トナーを均一に、かつ薄く保
持し、これを潜像担体面に非接触で保持し、スリ
ーブと潜像担体の間に交流バイアスを印加するよ
うに構成した現像装置も提案されている。

上記の各種現像装置においては、トナーの搬送
性向上のためにスリーブの表面を粗面化すること
が種々提案されている。例えば、特開昭54−
134445号公報には、スリーブの表面をシヨツトブ
ラストまたはサンドブラスト等によつて粗面にす
ることにより、トナーの搬送力を強め、かつ現像
性も向上させることが記載されている。また、特
開昭56−113172号公報には、スリーブ表面を軸方
向又は円周方向にサンドペーパー、あるいは砥石
等により研磨することにより、スリーブ表面に凹
凸を設けることが記載されている。

このように、スリーブの表面を粗面化すること
によつてスリーブとトナーとの摩擦抵抗が増し、
トナーの搬送性が向上することがよく知られてい
る。しかしながら、この粗面範囲は、従来の現像
装置では、マグネツトロールの磁極の長さと同等
またはそれ以上としているため、スリーブ上に形
成された磁気ブラシは、磁石端部で磁束の漏洩が
あるため、両端部で盛り上がつてしまい、軸方向
にわたつて均一な磁気ブラシが得られない欠点が
ある。

この点に対処して、スリーブの外周面にローレ
ツトを形成すると共に、その両端部に外周面を平
滑にした段状小径部を形成し、この段状小径部に
ほとんど現像剤が付着されなくなるようにした現
像用マグネツトロールが特開昭54−79043号とし
て提案されている。

しかしこのマグネツトロールでは、段状小径部
において現像が行なわれず、露光幅より磁石の長
さを大きくするので、マグネツトロールを必要以
上に大きくしなければならないという次点があ
る。

また、中空円筒体の内部に設けた搬送磁石の軸
方向長さを現像磁極の軸方向長さより短くして、
現像磁極の端部での現像剤の量が多くなるのを補
正して一様な高さの穂立ちを得る現像装置が特開
昭56−35157号として提案されているが、このよ
うな構造であると、搬送磁石の部分では一時的
に、像形成域内の長さ（L₁）の端部の現像剤量
は少なくなるものの、現像剤が現像磁極に向つて
搬送される途中で現像剤は自発に軸方向に広がつ
てゆき、現像剤が現像磁極に至ると、そこでは現
像剤は現像磁極の全長（L₁）にわたつて付着す
る。したがつて現像磁極の端部で現像剤量は多く
なつてしまい、一様の高さの穂立を得ることがで
きない。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような欠点を解消したものであ
つて、軸方向全長にわたつて均一な磁気ブラシを
形成し、現像ムラの生じ難い現像装置の提供を、
目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を達成するために、表面に
潜像を形成してなる画像担体に対向して設けられ
た円筒状の非磁性スリーブと、前記非磁性スリー
ブ内に収容された複数個の磁極を有する永久磁石
部材とを有し、前記非磁性スリーブと前記永久磁
石部材とを相対的に回転自在に設けた現像装置に
おいて、前記非磁性スリーブ表面に設ける粗面範
囲を、前記スリーブの表面に前記永久磁石部材の
磁極長に対応する範囲に亘つて実質的に均一な厚
さの磁性現像剤の層が形成されるよう前記磁極長
より短くする。

作 用 磁石端部において、磁束密度の増大に基づくト
ナー吸着力の増加を表面粗度による付着力の減少
によつて相殺し、磁石全長に亘るトナー付着力を
均一する。

実施例 以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明
する。

ここで、第１図は、一実施例に係る現像装置の
断面図、第２図は、第１図のＡ部拡大断面図、第
３図はマグネツトロールを内蔵したスリーブの正
面図である。

第１図において、１は現像槽、２は、現像槽１
に収容された磁性トナー、３は、表面に潜像を形
成すべくしてなる画像担体を構成する感光体ドラ
ム、４は、現像槽１の下方に感光体ドムラ３と対
向して配置された円筒状のスリーブで、ステンレ
ス鋼、アルミニウム等の非磁性金属材料からな
る。５は軸６のまわりに表面に複数個の磁極を有
する永久磁石７を固定した永久磁石部材で、スリ
ーブ４の内部に設けられる。８はドクター部材で
ある。

また、スリーブ４と永久磁石７とは相対的に回
転自在とされる。

上記構成において、現像槽１内の磁性トナー２
は、永久磁石部材５の磁気吸引力によつてスリー
ブ４上に吸着され、例えば、軸６を固定しスリー
ブ４を矢印Ｂ方向に回転させることにより、それ
と同方向に搬送される。そしてスリーブ上を搬送
される磁性トナー２は、ドクター部材８によつて
その厚さを規制された後、スリーブ４と感光体３
との対向位置に形成された現像領域Ｄに至る。こ
の現像領域Ｄにおいて形成された磁気ブラシによ
り、感光体ドラム３の表面が摺擦されて静電潜像
（図示せず）が現像される。現像領域Ｄを通過後
の磁性トナー２は、スリーブ４の回転により、再
び現像槽１内に回収される。

次に、第２図および第３図において、スリーブ
４の表面は、サンドブラストまたはシヨツトブラ
スト等の表面処理手段により、アトランダムな粗
面９が形成されている。これは、スリーブ４の表
面を粗くすることにより、スリーブ４上に沿つて
磁性トナー２が搬送される場合に円周方向の磁性
トナーの搬送力が向上するので、スリーブ４の回
転方向に沿つて確実に磁性トナーを搬送させるこ
とができ、トナーの軸方向への偏りを解消するこ
とができるし、また、磁気ブラシの先端とスリー
ブ４表面との滑りが解消されることから、現像性
も向上せしめることができる。

上記スリーブ４上には、第３図に示すように、
スリーブ４内部に設けられた磁極長Lmの永久磁
石部材５の端部より、それぞれΔLだけ内側に位
置する粗面９（長さLr）が形成されている。ス
リーブ４の回転により、スリーブ４上にはLmの
長さの磁気ブラシが形成されるが、スリーブ４上
のΔL部分の搬送力が、Lr部分の搬送力よりも小
さいために、永久磁石部材５の磁極端部での磁束
の漏洩による磁気ブラシの盛り上りの傾向が相殺
され、スリーブ４上には軸方向にわたつて均一な
磁気ブラシが形成される。

このように、スリーブの粗面長さを永久磁石よ
りも短かくすることにより均一な磁気ブラシが形
成できる理由を第４図ないし第７図に基いて更に
詳細に述べる。

第４図に示すように、永久磁石７の一方の端部
ではＮ極から流出した磁束は円弧状にＳ極に向か
う。そのため、永久磁石の両端から流出した磁束
は傾斜し、そして第５図に示すように、永久磁石
７の両端部では中間部よりも磁束密度が高くな
る。よつてスリーブ４の表面粗さがその全長にわ
たつて均一であれば、第６図に示すようにスリー
ブ４上に形成される磁気ブラシは中間部よりも両
端部で高くなる。

これに対して、スリーブ４の粗面でない部分
ΔLにおける現像剤の搬送性がスリーブ４の粗面
範囲Lrにおける搬送性より小さい場合は、磁石
端部での磁束の漏洩による磁気ブラシの盛り上り
の傾向は減少する。したがつてスリーブの軸方向
に沿つて実質的に均一な高さの磁気ブラシが形成
できる。

すなわち、非磁性のスリーブ４表面に設ける粗
面９の範囲は、スリーブ４の表面に永久磁石５の
磁極長Lmに対応する範囲に亘つて実質的に均一
な厚さの磁性現像剤の層が形成されるように、磁
極長Lmより短く形成される。

また、上記スリーブ４の表面粗さは、例えば次
のように設定すればよい。すなわち、磁性トナー
の場合は、0.5〜3μm（RZ）の範囲がよい。これ
は、通常の磁性トナーは、粒子径が5μm以下の粒
子はほとんど含まれていないので、面粗さが5μm
以下とすれば、トナーがスリーブの微小凹部に入
り込んでスリーブ表面に付着するのをある程度防
止できるが、3μmを越えると、スリーブ表面がか
なり粗いため、トナーの摩擦帯電が不安定となる
ので、3μm以下が好ましい。一方スリーブ表面の
粗さが小さいと、トナーの搬送力がほとんど向上
せず、またトナーとの摩擦により損耗しやすくな
るので、0.5μm以上とする必要がある。

なお、上記実施例においては、一成分系の磁性
トナーを使用する場合について説明したが、二成
分系現像剤の場合は、ローレツト加工等により、
例えば、特開昭53−3347号に記載されているよう
な溝をスリーブ表面に設けてもよい。

具体例 第１図の現像装置において、外径32mmφのステ
ンレス製スリーブ４を用い、永久磁石７として外
径29mmφで８極対称着磁を施し、スリーブ４上で
の磁束密度が550Gのバリウムフエライト磁石を
用い、ドクター部材８とスリーブ４との間隙を
0.3mm、感光体ドラム３とスリーブ４との間隙を
0.3mmに設定し、スリーブ４のみを200r・ｐ・ｍ
で回転させて現像を行つた。また感光体ドラム３
としては、外径120mmφのセレンドラムを用い、
これを100mm／secの周速で回転させた。磁性トナ
ーとしては、磁性粉（戸田工業製EPT500）６０
重量部と樹脂（三井石油化学製HIWAX200とア
ライドケミカル製ACP400とを重量比７：３で混
合）４０重量部からなる粒子の表面にカーボンブ
ラツクを0.4重量部添加混合したものを用いた。
この磁性トナーの平均粒径は、約15μmでD.
C.4000V／cmにおける体積抵抗が10¹⁴Ω・cmであ
つた。

スリーブ４の表面に各種粒子を用いてサンドブ
ラストを施し、表面粗さが0.2μm、0.5μm、
1.3μm、2μm、3μm、4μm、の４種類のスリーブ
を準備し、各スリーブ毎に連続20000枚の作像テ
ストを行つた。その結果、スリーブの表面粗さが
0.5〜3μmまでは、トナーの偏りを防止でき、ま
たカブリが無く解像度6.3mm／本以上、濃度1.2以
上の良好な画像が得られた。これに対して、スリ
ーブの表面粗さが4μmでは、スリーブ上にトナー
の付着が認められた。また、スリーブの表面粗さ
が0.5μmでは、トナーとの偏りが生じるととも
に、画質も低下した。

永久磁石７の磁極長さLm280mmに対して、ス
リーブ４の粗面範囲Lrを280mmとしたスリーブ両
端部の磁気ブラシの高さは、0.8mmと中間部分の
高さ0.6mmよりも高くなつた。これに対して８mm
のΔLを設けたときは、上記粗面上の全範囲にお
いてスリーブの軸方向にわたつて均一な磁気ブラ
シが得られた。

発明の効果 以上に述べたように、本発明は、磁性現像剤を
保持するスリーブの表面を粗面としているのでス
リーブ上を搬送される磁性現像剤の搬送力が向上
するとともに、永久磁石部材の磁極長に対応する
範囲に亘つて実質的に均一な厚さの磁性現像剤の
層が形成されるように粗面領域を磁石端部より幾
分内側に設けることにより、スリーブの表面に前
記永久磁石部材の磁極長さに対応する範囲に亘つ
て均一な磁気ブラシを形成し、画像担体と同じ長
さのスリーブ内の永久磁石部材でもその全長に亘
り現像ムラが生じない。したがつて現像して得ら
れる画像の品質を向上できるという優れた効果が
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る現像装置の
断面図、第２図は、第１図Ａ部拡大断面図、第３
図は、マグネツトロールを内蔵したスリーブの正
面図、第４図は永久磁石の一端部での磁束の流れ
を示す模式図、第５図はスリーブ上の磁束密度分
布を示す図、第６図は全体が粗面化されたスリー
ブ上に形成された磁気ブラシの状態を示す図であ
る。 ３……感光体ドラム、４……非磁性スリーブ、
５……永久磁石部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表面に潜像を形成すべくしてなる画像担体に
   対向して設けられた円筒状の非磁性スリーブと、
   前記非磁性スリーブ内に収容された複数個の磁極
   を有する永久磁石部材とを有し、前記非磁性スリ
   ーブと前記永久磁石部材とを相対的に回転自在に
   設けた現像装置において、前記非磁性スリーブ表
   面に設ける粗面範囲を、前記スリーブの表面に前
   記永久磁石部材の磁極長に対応する範囲に亘つて
   実質的に均一な厚さの磁性現像剤の層が形成され
   るよう前記磁極長より短く形成したことを特徴と
   する現像装置。