JPH0519149B2 - - 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を用いて現像剤保持部材上
に現像剤の薄層を形成して現像に供するための現
像剤薄層形成装置に関する。更には、非磁性現像
剤を用いて現像剤保持部材上に現像剤の薄層を形
成する現像剤薄層形成装置に関する。

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、かぶり等の発生し
やすい問題点があつた。

発明の目的 本発明は上述の従来方式の問題点を除き、現像
剤を現像剤保持部材上に均一な薄層として形成
し、かつ十分な摩擦帯電を与え、塗布する新規、
かつ、有用な装置を提供することを目的とする。

本発明は非磁性一成分現像剤の薄層形成装置に
ついて画期的な装置を提案するものである。

発明の構成 本発明による現像剤薄層形成装置は、開口を有
し、非磁性現像剤および磁性粒子を収容する現像
剤供給容器と、静電潜像を現像する現像部で静電
潜像担持体に対向して該開口に設けられ、前記容
器の内部と外部を無端移動するように回転する現
像剤保持用非磁性部材と、該保持部材内部に設け
られた磁界発生手段と、前記現像剤保持部材の外
側に設けられ、磁界発生手段が有する磁極ととも
に前記磁性粒子を現像剤供給容器内部に拘束し、
前記保持部材上に現像部に搬送せしめる非磁性現
像剤層を形成する磁性粒子拘束部材と、を有し、
前記磁界発生手段を前記現像剤保持部材内部で現
像剤保持部材と同方向に回転させて、前記容器内
で現像剤保持部材の回転方向と逆方向に磁性粒子
を移動させるので、均一、かつ、薄い現像剤の層
が現像剤保持部材上に形成される。

実施例 第１図は、本発明による現像装置の断面図であ
る。第１図において、感光体１は矢印方向ａに移
動する。この感光体１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２が設けられ、本
実施例においてはこの保持部材２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１についても同様である。この感光体１
の移動とともに現像剤保持部材２を矢印ｂ方向に
回転移動させる。この現像剤保持部材２に現像剤
を供給するために現像剤供給容器３が設けられて
いる。現像剤供給容器３はその側下部近傍に開口
を有し、該開口部に現像剤保持部材２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３
の内部から同外部へ移動し、つづいて同内部へ戻
る。現像剤保持部材２の内部には磁界を発生する
磁界発生手段、すなわち、磁石４が回転可能に設
けられている。この磁石４は極数Ｐの多極マグネ
ツトであり矢印ｃの方向に回転する。現像剤供給
容器２２の開口の下部近傍には磁性体よりなる磁
性ブレード（磁性粒子拘束部材）５が配置されて
いる。

かかる構成の装置の現像剤供給容器に磁性粒子
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６を形成させる。磁
性粒子のみを供給した場合でも、後に説明する非
磁性現像剤の供給によりこの基層６は非磁性現像
剤を含んで混合体となる。この基層６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。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６中の磁性粒子
は磁石４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。

この基層６の上に非磁性現像剤を供給すること
により、現像剤保持部材２外周上およびその外側
に、磁性粒子基層６および非磁性現像剤層７から
成る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６よりも小さい。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１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６と現像剤層７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３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４の磁界
により２層を形成させてもよい。

この状態では、磁性粒子は重力および磁界発生
手段４による磁力の影響で現像剤保持部材２表面
近傍および現像剤供給容器３下部に存在する。

ここで、第１図の矢印ｂおよびｃ方向に現像剤
保持部材２および磁界発生手段４を、それぞれ、
Ｎ r.p.m.およびｎ r.p.m.の回転速度で回転さ
せると、磁気ブラシを形成する磁性粒子は現像剤
保持部材２の移動方向ｂと逆方向に速度Ｖで移動
する。そして、Ｖは公知の解析によれば（原 田
外 日本応用磁気学会誌 VOL.No.４（1980）
P136）、Ｖ＝nπDhP／60（πD−hP） −Nπ²D²／60（πD−hP） ここでＤは現像剤保持部材２の直径、Ｐは磁界
発生手段４の磁極数、ｈは磁気ブラシの穂立の高
さである。

磁性粒子が現像剤供給容器３内に留るために上
記式でＶ＞０、すなわち、 ｎ／Ｎ＞πD／hP＞１ なる条件を満たすものである。

この条件を満たすことによつて、磁気ブラシを
形成する磁性粒子は現像剤供給容器３の下部から
上昇し、その一部が矢印ｄで示すように重力によ
り現像剤保持部材２から離れて循環運動を行ない
残部は現像剤保持部材２の表面に沿つて運ばれ、
後述のシール部材８によつて掻落されて、重力に
より落下し、現像剤供給容器３内を循環する。

すなわち、現像剤保持部材２の外表面近傍で
は、現像剤供給容器３の下部の磁性粒子は磁石４
による磁界の回転と現像剤保持部材２の回転の相
互作用により現像剤保持部材２の外周にそつて上
昇する。

磁性粒子は磁界発生手段および現像剤保持部材
２の回転により上昇して行くが、シール部材８に
より掻落される。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ｅ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７の下部の非磁性現像剤を
取込んで現像剤供給容器３の下部に戻り、これを
繰返す。なお、磁性粒子の一部は矢印ｄで示すよ
うに途中で重力により落下する。

現像剤供給容器３の下部に存在する磁性粒子
は、磁性粒子拘束部材５と磁界発生手段４との間
に形成される磁界の作用により拘束されるので、
現像剤供給容器３の外部にでることはない。

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５先端と現像剤保持部材２表面の
間隙に存在する磁界で拘束されず通過でき、均一
に薄くコーテイングされて現像剤保持部材２の表
面に載つて現像剤供給容器３の外部に出て感光体
１の表面に対面して現像に供される。現像時に電
子写真感光体１に転移しなかつた現像剤はシール
部材８の下を通過して現像剤供給容器３内に戻
る。シール部材８はこのように磁性粒子の通過阻
止および現像剤の通過許容の両方の機能を有する
必要があり、そのために、例えばポリエチレンテ
レフタレートシートのように可撓性のあるシート
を、現像剤保持部材２に対して凸状に曲げ、しか
も、そのエツジ部を現像剤保持部材２から数ミク
ロン〜数十ミクロン離してシート８の腹部が現像
剤保持部材２の表面に軽く接するようにすること
が好ましい。

第１図の現像剤供給容器３は撹拌棒９を有する
が、これはなくてもよい。しかし、これを用いる
ことによつて非磁性現像剤の凝集を防ぐことがで
きるので望ましい。

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２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２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２への現像剤塗布が
安定する。

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
１と現像剤保持部材２との間にはバイアス電源１
０により電圧が印加される。バイアス電源１０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６から現像剤
保持部材２に供給され、基層６における不足分
は、前述の循環運動により現像剤層７から供給さ
れる。基層６は現像装置運転の初期から現像剤保
持部材２の外表面近傍に形成されており、また、
現像剤層２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６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６内の磁性粒子は現像剤またはそ
の一部ではなく現像剤薄層形成装置の一部であ
る。

また、現像剤保持部材２は基層６とのみ接触
し、現像剤層７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２による現像剤
層７に対する搬送力が発生しないので、現像剤層
７の多寡にかかわらず基層６の現像剤含有量の変
動は発生しない。

つぎに、本発明の第１図の装置を実施する具体
例を説明する。具体例装置において、現像剤保持
部材２は、外径32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１ミクロン（RZ＝１ミクロン）にし
た。この表面粗面度をRZ＝20ミクロン以上にす
ると、現像剤保持部材の回転に伴い、磁性粒子が
僅かな量であるが、現像剤とともに現像部に搬送
されることがあり好ましくない。シール部材８と
しては、厚さ75ミクロンのマイラーシートを用い
た。

一方、回転する現像剤保持部材２内にはフエラ
イト焼結タイプの磁石４を配設して矢印ｃの方向
に回転させた。この磁石４は８極の等分割着磁で
各磁極は現像剤保持部材２表面で800ガウスの磁
束密度である。

磁性粒子拘束部材５の先端と現像剤保持部材２
表面との間には200ミクロンの空隙を設けた。磁
性粒子としては粒径61〜104ミクロン、最大
62emu／ｇの球形フエライト（TDK社製）を用
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0.6％を外添した平均
粒径12ミクロンの負（−）極性に帯電する粉体を
用いた。

この現像剤保持部材２に対向する感光体１表面
には、静電潜像として暗部＋500Vで明部−50V
の電荷模様を形成し、現像剤保持部材２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２に対し電源１０により周波数800
Hz、ピーク対ピーク値が1.8kVで、中心値が＋
100Vの電圧を電源１０で印加したところ、現像
むらやゴースト像、更にはかぶりのない高品質の
現像像を得ることができた。

第２図は本発明の他の実施例を示す。この第２
図において各構成要素のうち第１図実施例と同様
の機能を行なうものについては第１図実施例と同
一の参照符号を付し、説明を省略する。

第２図においては、現像剤保持部材２はその表
面が感光体１表面と同一方向に運動するように回
転する（矢印ｂ）。磁石４をｃ方向に現像剤保持
部材２よりも高い回転数で、しかも、 （ｎ／Ｎ）＞（πD／hP） （ｎは磁石４の回転数、Ｎは現像剤保持部材２
の回転数、Ｄは現像剤保持部材２直径、Ｐは磁石
４の磁極数、ｈは磁気ブラシの穂立高さである） となるように回転させることにより磁性粒子は現
像剤保持部材２と反対方向に移動し、現像剤供給
容器３の下部から、ｆ方向に回転する多極回転磁
石１１の磁界により搬送され、撹拌部材４により
現像剤保持部材２表面に戻される。

一方非磁性現像剤は現像剤保持部材２との摩擦
帯電により、現像剤保持部材２と同速でｂ方向に
移動し現像に供される。この実施例は第１図実施
例と比較すると、感光体１との相対速度が著しく
異なるにもかかわらず、ほぼ同等の画質が得られ
た。

第３図は、さらに、別の実施例を示し、この例
においては、第１図のシール部材８に代えて、回
転多極磁石１２を用いシール手段が現像剤保持部
材２表面に接触しないように構成したものであ
る。現像剤保持部材２の移動方向と逆の方向に移
動した磁性粒子はｇ方向に回転する磁石１２によ
り捕集され、該磁石１２表面に捕集された磁性粒
子は掻落しブレード１３により該表面から除去さ
れて現像剤供給容器３の内部に戻る。このシール
構造は第１図の場合よりも複雑となるが、完全な
シール効果が得られるとともに、現像剤保持部材
２表面と非接触であるので現像剤保持部材２の表
面を傷つける可能性がない。

この実施例においては磁性粒子拘束部材として
磁性ブレードを用いたが、これに代えて非磁性ブ
レードを用いてもよい。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、容器内
で磁性粒子が現像剤保持部材の回転方向と逆方向
に移動されるので、磁性粒子の移動には現像剤保
持部材の回転による抵抗が加えられ、その結果現
像剤保持部材表面近傍の磁性粒子は擾乱運動的に
運動するので、それによつて非磁性現像剤に十分
な摩擦帯電が与えられるから現像剤保持部材との
間に良好な静電的鏡影力が働き、非磁性現像剤の
均一な厚さの薄層が安定的に得られ、現像に良好
に供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像剤薄層形成装置の断面
図、第２図は本発明の他の実施例による現像剤薄
層形成装置の断面図、第３図は本発明のさらに別
の実施例を示す断面図である。 符号の説明、２：現像剤保持部材、３：現像剤
供給容器、４：磁界発生手段、５：磁性粒子拘束
部材、６：基層、７：現像剤層、８：シール部
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開口を有し、非磁性現像剤および磁性粒子を
   収容する現像剤供給容器と、 静電潜像を現像する現像部で静電潜像担持体に
   対向して該開口に設けられ、前記容器の内部と外
   部を無端移動するように回転する現像剤保持用非
   磁性部材と、 該保持部材内部に設けられた磁界発生手段と、 前記現像剤保持部材の外側に設けられ、磁界発
   生手段が有する磁極とともに前記磁性粒子を現像
   剤供給容器内部に拘束し、前記保持部材上に現像
   部に搬送せしめる非磁性現像剤層を形成する磁性
   粒子拘束部材と、を有し、 前記磁界発生手段を前記現像剤保持部材内部で
   現像剤保持部材と同方向に回転させて、前記容器
   内で現像剤保持部材の回転方向と逆方向に磁性粒
   子を移動させることを特徴とする現像剤薄層形成
   装置。