JPH047578A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電子写真、静電記録等に於ける静電潜像の現
像装置に関する。

「従来の技術］ 従来、この分野の乾式現像方法には、二成分現像方法と
、−成分現像方法とが知られている。

このうち、二成分現像方法は、一般に樹脂と着色微粉末
を基本材料として作られた現像剤（トナー）と、このト
ナーを摩擦帯電するための鉄粉等の磁性粒子（キャリア
）とを混合攪拌し、円筒形の多極磁石（以下、マグネッ
トローラとする）を内包した非磁性円筒（以下、スリー
ブとする）」二にこの両者をブラシ状に形成して静電潜
像に摺擦して現像する、いわゆる磁気ブラシ現像法が代
表的であるが、これには次のような問題点があった。

まず、下地かぶりを無くし、かつ高い像濃度を得るため
には、トナーとキャリアの混合比を適度な範囲内（キャ
リアの粒径や比重にもよるが、普通３　ｗｔ％ないし１
０ｗｔ％程度）にする必要があった。

このため両者の混合比を検知するトナー濃度センサと、
この出力に基づいてトナー供給量を制御するための制御
装置、及びトナー供給装置等を必要とした。また、前述
のように、磁気ブラシを形成するためのマグネットロー
ラが必要となり、このため装置全体が複雑でコストも高
いものとなっていた。

一方、−成分現像方法のうち、磁性トナーを使うものは
、一般に内部に磁性粉と着色微粉末を含む樹脂から作ら
れた磁性トナーを、回転しないマグネットローラを内包
し回転可能な非磁性スリーブ上に摩擦帯電させて塗布し
、これを前記のマグネットローラの磁気拘束力によって
非磁性スリーブ水を現像領域まで搬送し、静電潜像を現
像する構成のものが代表的なものである。

これは前述の二成分現像方法に対して、トナー濃度の制
御という問題がなく構成も簡素という利点はあるが、ト
ナーの帯電をトナー同士、あるいはトナーとスリーブと
の摩擦帯電、あるいはスリーブに圧接した弾性ブレード
とトナーとの摩擦帯電によっているため、トナー層厚を
３０ｕｍないし。

５０ｕｍ程度にしないとトナー層全体を十分に帯電させ
ることが難しかった。このように薄層化されたトナー層
を、効率よく現像するためには、スリーブと感光体ドラ
ムとのギャップを、トナー層が十分接触するまで近接さ
せるか、あるいは、トナー層は感光体ドラムに対して非
接触とし、両者間にＤＣ成分にＡＣ成分を重畳させた現
像バイアスを印加して、トナーを感光体ドラムへ飛翔さ
せるという方法が試みられている。

しかし、前者は、薄層のトナー層を感光体ドラムに接触
させるため、スリーブや感光体ドラムの機械加工精度に
かなり高いものが必要となり、方、後者では、現像バイ
アスのための電源がコスト的に高くなる、などの問題点
があった。

また、磁性粉を用いないで着色微粉末と樹脂のみを基本
材料とする非磁性−成分トナーを、何らかの方法で帯電
させてスリーブに塗布し、現像部に搬送、現像する、い
わゆる非磁性−成分現像方法が知られている。

しかし、トナーを現像に十分な帯電量にまで短時間で帯
電させることや、帯電量の均一化が難しいため、画像と
して下地かぶりがあったり、低濃度のものになりがちで
あった。また、トナーに磁性粉がなく、現像スリーブへ
の磁気拘束力がないため、トナーの飛散にともなう機内
の汚れが起き易かった。さらに、トナー自体が凝集し易
い傾向があるため、特に高湿時に容器内でブロック状に
固化したり、架橋してスリーブに付着するなど、粉体と
しての特性が失われ、結果として、低画質のものになり
がちであった。

そこで近年、従来の２成分磁気ブラシ方式と、１成分磁
性トナ一方式の両者の利点を合わせ持った、通称疑似２
成分方式なる現像方式が例えば特開昭５９−１８２４６
４号公報等で提案されている。

この方式による現像装置の一例を第４図に図示する。

この現像装置では現像容器１５０の内部の現像剤６２が
スリーブ６０上に担持されて感光体１１１方向へ搬送さ
れる。この時スリーブ６０内の点対称型に着磁された円
筒形マグネットローラ６１がスリーブ６０とは逆回転し
、現像剤６２はスリーブ６０上で穂立らを形成し繰り返
し倒立運動、いわゆるローリングし帯電される。現像剤
６２は例えばフェライトキャリアと、バインダポリマー
中に磁性粉等を含むトナーを混合させたものである。帯
電されたトナーはブレード１５３で層厚を規制された後
、感光体１１１上の潜像を現像する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上述のような現像装置においては、トナー
の帯電効率を向上させるため円筒形マグネットローラ６
１を逆回転させる必要がある。しかも通常その回転数は
スリーブの回転数の３倍乃至５倍にする必要があった。

このためマグネットローラの駆動機構や回転軸の支持機
構等が複雑になり、コストの高いものとなっていた。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、複雑な駆動機構を必要とせず簡単な構造で安価
な現像装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明の現像装置は、磁性ト
ナーを含む現像剤が貯留される現像槽内に、この現像剤
を感光体面に向けて搬送する長帯状のベルトコンベアが
配置されると共に、このベルトコンベアの背面側には前
記現像剤の搬送方向にＮ極とＳ極の磁石が交互に配列さ
れている。

［作用］ 上記の構成を有する本発明の現像装置において、ベルト
コンベアの背面側の磁石の磁界により、磁性トナーとキ
ャリアは、ベルトコンベア上に一定間隔の穂立ちを形成
する。この穂立ちは、ベルトコンベアの回転と共にベル
トコンベア上でローリングを繰り返す。このローリング
によってトナーとキャリア、及びトナーとベルトコンベ
アの間に摩擦が繰り返され、トナーが所定の帯電量にま
で帯電される。

所望の帯電量にまで摩擦帯電されたトナーとキャリアの
穂立ちは、ベルトコンベアの回転によって現像領域まで
搬送され、感光体上の潜像が現像される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の現像装置を適用したカールソンプロセ
スによる電子写真装置の構成図である。

感光体ドラム１１の周囲には、帯電器１２、現像器２０
．転写帯電器１４、トナー回収器１９がそれぞれ設けら
れ、転写帯電器１４と感光体ドラム１１との間には用紙
１５が搬送される。

感光体ドラム１１は帯電器１２のコロナ放電により均一
な負極性の帯電を帯びた後、画像信号により点滅する図
示しない周知の光源からの光ビームにより露光され静電
潜像を形成された後、現像装置２０によってこの静電潜
像が現像される。感光体ドラム１１上の現像されたトナ
ーは、転写帯電器１４によってトナーと逆極性の電荷を
裏面に帯びた用紙１５に静電的に転写され、図示しない
周知の定着器によって用紙１５の上に定着される。

用紙１５に転写されないで感光体ドラム１１上に残留し
たトナーはクリーニングブレード１６によってクリーニ
ングされ、トナー回収器１９に回収される。

次に現像装置２０について詳述する。

ケース２４内部には、ケース２４に固定されたマグネッ
ト２３と、マグネット２３の回りを回転可能に設けられ
たベルトスリーブ２２が設けられ、更にトナー３１とキ
ャリア３２が貯留される。ケース２４の一端は開口され
、その開口部は感光体ドラム１１に対向している。

固定マグネット２３には、第１図に図示するようにＮ極
とＳ極とが交互に着磁がされている。

ベルトスリーブ２２は非磁性祠料、例えば１００〜２０
０μｍ程度のステンレス製のエンドレスベルトであり、
表面粗さを１μｍないし２５μｍ（最高高さ）の粗面に
したものを用いる。そして第２図に図示するようにベル
トスリーブ２２の両端には複数の係合穴３７が列設され
、この係合穴３７は一対のスプロケット３５ａ、３５ｂ
に係合されており、スプロケット３５ａは図示を省略す
る駆動手段に連結されている。尚、第１図では各スプロ
ケットは図示を省略しである。また、感光体ドラム１１
とベルトスリーブ２２の最接近点（現像部）でのギャッ
プは約４００μｍに設定されている。更にベルトスリー
ブ２２には電源５０により、トナーが非画像面に現像さ
れず、画像面にのみ現像され易いようなレベルの電圧（
感光体ドラム上の画像、非画像部の間となる電圧）が印
加されている。

トナー３１は、例えばスチレンアクリル系の樹脂をバイ
ンダポリマとし、これにＭｇＣｕＺｎ系のフェライト微
粉と、黒色トナーであればカーボンブラックなどの着色
微粉末と、モノアゾ染料の金属錯体などの荷電制御剤を
混練後、平均粒径的１０μｍに粉砕して得られるものを
用いる。

キャリア３２は、例えばＭ　ｇ　Ｃｕ　Ｚ　ｎ系のフェ
ライト粉末を平均粒径的５０−１００μｍに成形して得
たのち、必要に応じてトナーと帯電系列で比較的離れた
樹脂（たとえばシリコン系の樹脂）をコーティングして
得られるものを用いる。

層厚規制ブレード２７はアルミニウム、黄銅、ステンレ
ス等の非磁性金属製である。

次に現像装置２０の作用を説明する。

ベルトスリーブ２２上にはキャリア３２とトナー３１が
第３図に図示するように磁気ブラシを形成して捕捉され
ている。この磁気ブラシは、駆動手段の駆動力がスプロ
ケット３５ａに伝えられ、スプロケット３５ａが回転さ
れ、それに伴いベルトスリーブ２２が矢印入方向に回転
すると磁界の変化にともなってローリング（転倒運動）
をしながら矢印Ａ方向に移動される。

層厚規制ブレード２７はベルトスリーブ２２と約４００
μｍのギャップをもっており、ベルトスリーブ２２上の
磁気ブラシが層厚規制ブレード２７とのギャップ部分を
通過すると、穂立ちの高さがほぼギャップの大きさであ
る４００μｍに均される。

層厚規制後もベルトスリーブ２２の内側にはベルトスリ
ーブ２２の進行方向に対して交互に着磁された磁極が並
んでいるため、トナー３１はキャリア３２、及びベルト
スリーブ２２の表面と摩擦帯電を繰り返し、現像に必要
十分な帯電量（一般に−５乃至−１５ｕＣ／ｇ）に帯電
される。

そして十分な帯電量のトナー３１を含む磁気ブラシは、
ベルトスリーブ２２の回転にともなって感光体ドラム１
１との対向部（現像部）に搬送され、ベルトスリーブ２
２と感光体ドラム１１の基材部分に印加された直流のバ
イアス電圧によって、感光体ドラム１１の画像部分（露
光部分）にトナー３１が現像（反転現像）される。

こうして、感光体ドラム１１には静電潜像に応じてトナ
ー３１が反転現像され、用紙１５に静電転写され、定着
される。

以上、詳述したことから明らがなように本実施例の現像
装置２０においては、ベルトスリーブ２２の背面側の磁
石の磁界により、トナー３１とキャリア３２はベルトス
リーブ２２上に一定間隔の穂立ちを形成し、この穂立ち
はベルトスリーブ２２の回転と共にベルトスリーブ２２
上でローリングを繰り返し、このローリングによってト
ナー３１とキャリア３２、及びトナー３１とベルトスリ
ーブ２２の間に摩擦が繰り返され、トナー３１が所定の
帯電量にまで帯電されるので、従来のようにマグネット
ローラを回転させる複雑な駆動機構を必要とせず、簡単
な構造で安価な現像装置を提供することができる。

尚、本発明はその主旨の範囲に於いて種々の変形が可能
である。

例えばベルトスリーブ２２はステンレスで無くとも、非
磁性でかつ導電層を有していればよく、例えばポリエチ
レンテレフタレートのフィルムをベースにアルミニウム
を蒸着し導電層を形成し、さらにナイロンの不織布等を
張りつけたものを用いてもよい。この表層はキャリア３
２と同様にトナー３１を所望の極性に帯電させるための
もので、ナイロンに限らず、帯電系列上トナーを所望の
極性に帯電させる材料ならば何でもよい。

更にベルトスリーブ２２と感光体ドラム１１の間に印加
する現像電界は直流電界に限定されず、たとえば米国特
許第３８６６５７４号明細書に記載されているように交
番電界であってもよい。

［発明の効果］ 以上、詳述したことから明らかなように本発明の現像装
置においては、ベルトコンベアの背面側の磁石の磁界に
より、磁性トナーとキャリアはベルトコンベア上に一定
間隔の穂立ちを形成し、この穂立ちはベルトコンベアの
回転と共にベルトコンベア上でローリングを繰り返し、
このローリングによってトナーとキャリア、及びトナー
とベルトコンベアの間に摩擦が繰り返され、トナーが所
定の帯電量にまで帯電されるので、従来のようにマグネ
ットローラを回転させる複雑な駆動機構を必要とせず、
簡単な構造で安価な現像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図は本発明の現像装置を適用した電子写
真装置の構成図、第２図はベルトスリーブの駆動機構の
斜視図、第３図はトナーとキャリアの穂立ちの様子につ
いて示す説明図である。また第４図は従来の電子写真装
置の構成図である。 図中、１１は感光体ドラム、２０は現像装置、２２はベ
ルトスリーブ、２３はマグネット、２４はケース、３１
はトナー、３２はキャリアである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電子写真装置において感光体上に形成された潜像を
   現像するための現像装置であって、磁性トナーを含む現
   像剤が貯留される現像槽内に、この現像剤を感光体面に
   向けて搬送する長帯状のベルトコンベアが配置されると
   共に、このベルトコンベアの背面側には前記現像剤の搬
   送方向にＮ極とＳ極の磁石が交互に配列されていること
   を特徴とする現像装置。