JPH047579A - 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］ 本発明は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）上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
非磁性スリーブ上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３５９−１８２４
６４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
筒形ミグネット回転体６１がスリーブ６０とは逆回転し
、現像剤６２はスリーブ６０上で穂立ちを形成し繰り返
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回転体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回転体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、マグネット回転体を低速で回転させても充分に
トナーを帯電させることのできる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と、前記現像槽内
に設けられ、前記現像剤を感光体面に向けて回転しなが
ら搬送する長帯状のベルトコンベアと、前記ベルトコン
ベアの背面側に設けられ、前記ベルトコンベアの回転方
向とは逆方向に回転する複数個のマグネット回転体とよ
り成る。

［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複数個のマグネット回転体の磁界に
より、現像剤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マグ
ネット回転体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現像剤の穂立ちは、
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
たトナーはり、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、−列に並べて配設された３個のマ
グネット回転体２３ａ、２３ｂ、２３ｃと各マグネット
回転体の回りを回転可能に設けられたベルトスリーブ２
２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。

マグネット回転体２３ａ乃至２３ｃには、第１図に図示
するようにＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。

ベルトスリーブ２２は非磁性材料、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。そして図示を省略する駆動手段によ
り矢印六方向へ回転駆動可能にされている。またマグネ
ット回転体２３ａ乃至２３Ｃはベルトスリーブ２２とは
逆方向へ回転される。

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Ｍ　ｇ　Ｃｕ　Ｚ　ｎ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、平均粒径約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約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、駆動手段の駆動力によりベ
ルトスリーブ２２が矢印Ａ方向に回転すると各マグネッ
ト回転体２３ａ乃至２３ｃの回転に伴う磁界の変化にと
もなってローリング（転倒運動）をしながら矢印入方向
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。

次に第２図を用いて別の実施例について説明する。

本実施例において先の実施例と同一部分には同一の符号
を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施例の現像装置１２０においては３個のマグネット
回転体１２３ａ乃至１２３Ｃは各回転体の中心軸が三角
形を形成するように設けられており、感光体ドラム１１
に近い側にあるマグネット回転体１２３ａと１２３ｂの
間のベルトスリーブ２２に感光体ドラム１１が接するよ
うに構成されている。

このようにマグネット回転体を構成することにより現像
領域幅を増すことができる。

以上、詳述したことから明らかなように本実施例の現像
装置２０及び１２０においては、ベルトスリーブ２２の
背面側の３個のマグネット回転体の磁界により、現像剤
はベルトスリーブ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が所定の帯電量にまで帯
電されるので、各マグネット回転体を低速で回転させて
もトナー３１を充分に帯電させることができる。

またマグネット回転体を現像装置１２０のように構成す
れば現像領域幅を増すことができる。

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。

またベルトスリーブ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。

更にマグネット回転体の個数は３個には限定されない。

［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複数個のマグ
ネット回転体の磁界により、現像剤はベルトコンベア上
でローリングを繰り返し、このローリングによってトナ
ーが所定の帯電量にまで帯電されるので、各マグネット
回転体を低速で回転させてもトナーを充分に帯電させる
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図は別の実施例の現像装置を適用
した電子写真装置の構成図、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、２０，１２０は現像装置、
２２はベルトスリーブ、２３ａ乃至２３Ｃ及び１２３ａ
乃至１２３Ｃはマグネット回転体、２４はケース、３１
はトナー、３２はキャリアである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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と、前記現像槽内に設けられ、
   前記現像剤を感光体面に向けて回転しながら搬送する長
   帯状のベルトコンベアと、 前記ベルトコンベアの背面側に設けられ、前記ベルトコ
   ンベアの回転方向とは逆方向に回転する複数個のマグネ
   ット回転体と より成ることを特徴とする現像装置。