JPH0527110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾式一成分現像剤を用いる現像装置
に関するものである。

従来、乾式一成分現像装置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一成分現像剤の薄層を形
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、などの向
上が求められている現在、乾式一成分現像剤の薄
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一成分現像剤の薄層を形
成する方法としては、特開昭54−43037号が提案
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法として、
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法が提案され
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
生しやすいという問題点があつた。

本発明は上述の従来方法の問題点を除き、現像
剤を現像剤保持部材表面に均一な薄層として形成
し、且つ、十分な摩擦帯電を与え、塗布する新規
な現像装置を提供することを目的としている。

本発明はこの非磁性一成分現像剤の薄層形成方
式について画期的な装置について提案するもので
ある。

上記目的を達成する本願発明の現像装置は、非
磁性現像剤と磁性粒子とを貯蔵する容器と、潜像
担持体に非磁性現像剤を回動搬送する現像剤保持
部材と、上記現像剤保持部材が回動して上記容器
から出て行く出口部に配置した塗布量規制部材
と、この規制部材に対して現像剤保持部材を介し
て反対側であつて、上記規制部材の上流側に配置
されており、容器内に於いて現像剤保持部材上に
磁性粒子の磁気ブラシを形成するとともに、上記
規制部材と協働して磁性粒子を上記出口部から外
に出さないように容器内に拘束する第１の磁極
と、この第１の磁極と同極性で隣り合い、現像剤
保持部材の回動方向上流側で且つ、容器内に磁界
が及ぶ領域に設けられていて、第１の磁極との間
に反撥磁界を形成し、容器内に於いて現像剤保持
部材上に磁性粒子の磁気ブラシを形成する第２の
磁極と、を有し、上記保持部材上に非磁性現像剤
の薄層を形成して潜像担持体に搬送することを特
徴とする現像装置である。

上記潜像担持体としては、感光体や絶縁体層を
有するドラム状やベルト状の部材であり、第１と
第２の磁極としては磁石ローラの軸方向に同極性
の磁極を着磁したものや、棒状の磁石の同極を対
向させて支持部材上に固定したものを用い得る。
更に現像剤保持部材としては、アルミニウム・
銅・ステンレス・黄銅等の非磁性金属や合成樹脂
材料によるスリーブ又は無端ベルトの使用が可能
であり、その周面はトナーの搬送性や帯電特性を
高めるのに、必要に応じて粗面化又は凹凸模様を
設けても良い。また、規制部材としては、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。

上記構成の本発明は、現像剤保持部材の回動に
より磁性粒子と非磁性現像剤とが攪拌混合され、
更にこの保持部材と磁性粒子との摩擦力により容
器内において磁性粒子が循環運動する。このため
非磁性現像剤は磁性粒子と混合し循環することに
より、現像剤保持部ないしは磁性粒子と摩擦帯電
される。摩擦帯電された非磁性現像剤は、現像剤
保持部材の表面に鏡映力により均一に薄く塗布さ
れる。

本発明は規制部材の近傍に磁気ブラシを形成す
る第１の磁極に加えて更に第２の磁極を上記構成
に配置することにより、現像剤容器に反発磁界に
よる磁性粒子による幅の広い磁気ブラシが形成可
能となる。この磁気ブラシの存在により容器内で
循環回転運動する磁性粒子内に対して非磁性現像
剤が十分に取込まれ、現像により現像剤保持部材
上の現像剤を多量に消費しても、常に安定してこ
の保持部材上に非磁性現像剤の薄層を形成するこ
とが可能となる。

以下、図面に従つて本発明を更に詳しく説明す
る。

第１図は本発明の現像原理を説明するための現
像装置の断面図を示す。

図において、１は電子写真感光体ドラムであ
り、図示しない潜像形成手段により形成した潜像
を保持し、図示の現像位置を矢印ａ方向に回転し
て通過する。この感光体ドラム１に対しては、現
像剤を保持する現像剤保持部材である非磁性スリ
ーブ２が、所定の間隙を保つて対向しており、こ
のスリーブ２は矢印ｂ方向に回転する。このスリ
ーブ２の上部には非磁性現像剤４と磁性粒子５の
混合体を貯蔵する、樹脂やアルミニウム等の非磁
性部材を用いた容器３が位置し、この容器３のス
リーブ回転方向下流には、磁性ブレード６がねじ
止めされている。

一方、この磁性ブレード６に対するスリーブ２
の反対側には、磁石７が設けられている。この磁
石の取付け位置は、磁極の位置と磁性ブレード６
との関係で決定され、実際には磁性ブレード２の
位置よりも若干上流側に磁極を設けることで形成
する磁界の作用で、磁性粒子の流出防止、及び現
像剤の均一塗布の点で更に良好な結果を得る。

上記構成において、容器３内の磁性粒子５は、
磁石７のＳ極と磁性ブレード６との内に生じる磁
界により、磁気ブラシ８を形成する。そして、ス
リーブ２が回転することにより上記磁気ブラシ８
を保持したまま、磁性粒子と非磁性現像剤とは攪
拌混合される。この状態で容器３の磁性ブレード
側では、このブレード６の存在により現像剤と非
磁性粒子の混合体は、矢印ｃ方向に循環運動す
る。

これにより非磁性現像剤は、磁性粒子と混合し
循環することによりスリーブ２ないしは磁性粒子
との間で摩擦帯電される。帯電された非磁性現像
剤は、スリーブ２の表面に鏡映力により均一に薄
く塗布され、感光体ドラムとの対向位置に至る。

ところで、磁気ブラシ８を構成する磁性粒子５
は、磁石７の磁界による拘束力が、摩擦力が原因
する搬送力より大となるように設定することで、
スリーブ２上には流出しない。そして、磁気ブラ
シ８の領域内に非磁性現像剤があれば、磁気ブラ
シ８の磁性粒子とこの現像剤との比率は、スリー
ブ２の回転によりほぼ一定値を保つ。これにより
現像でスリーブ上の現像剤が消費されても、自動
的に磁気ブラシ８の領域に現像剤が供給される。
従つて、上記スリーブ２上には常に一定量の現像
剤の供給塗布が可能となる。

なお、上記原理説明では規制部材に磁性ブレー
ドを用いているが、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。

ところで、上記第１図の現像装置においては、
容器内の現像剤４及び磁性粒子５の混合体に対
し、単一の磁極が対向しているのみなので、磁性
粒子５が磁気ブラシを形成して循環運動する領域
が限られることになる。このため、高い電位の潜
像を連続して現像し、スリーブ上の現像剤を多量
に消費すると、上記磁気ブラシ８内の現像剤の量
が不足し、現像むらを生じることになる。

本発明はこのような問題を解決するものであ
り、スリーブの移動方向の上流側で、且つ、容器
内に磁界が及ぶ領域に、上記第１図の磁極Ｓと同
極性の磁極を配設する。

以下、図面を用い更に詳しい実施例を説明す
る。

第２図は本発明の一実施例を示す現像装置の断
面図を示す。図において第１図の構成部材と同一
部材については同一符号を付してある。

図中、７ａは第１磁極を形成する第１固定磁石
で、上記第１図の磁石７の作用、即ち、磁性ブレ
ード６の近傍に磁気ブラシを形成する。また、７
ｂは第２固定磁極を形成する第２磁石であり、容
器３内に磁界が及ぶように、上記第１磁極と同極
性のＳ磁極がスリーブ２側に対向している。上記
構成により第１と第２の磁極間には反発磁界が発
生し、各磁極に対応して発生する磁性粒子による
磁気ブラシの穂立ち幅が広く設定でき、非磁性粒
子をこの磁気ブラシ内に取込む能力を向上するこ
とが可能になる。従つて、現像時に多量の現像剤
が消費される場合でも、磁気ブラシ内に十分な現
像剤を供給することができるため、上記のブラシ
内の現像剤が不足することに起因する現像むらの
発生を防止することができる。

ところで。上記反発磁極の形態としては、反発
磁界により両磁極間に幅広い磁気ブラシが形成さ
れれば良好な結果を得るもので、極度に強い反発
磁界は磁性粒子の円滑な循環運動を阻害する場合
がある。また、第１と第２の磁極間の距離や設置
角度は、良好な反発磁界を形成するために定めら
れ、各磁極の磁束密度や磁性粒子と現像剤との混
合比、及びスリーブの周速等を考慮して設定し、
特定の距離や角度に限られない。磁性粒子のブラ
シは図示の如く磁界に従つて形成し、スリーブ２
とともに移動し、出口側の壁に当つて上昇し、矢
印の様な循環運動を繰返す。

因に、上記第１と第２の磁極又はそれ以上の磁
極を異極性の磁極で並ぶように構成してみると、
磁気ブラシがスリーブ表面を移動し易い状態とな
り、磁性粒子が過度に循環運動し、現像剤の過剰
帯電や磁性粒子のみによる循環運動を生じ易く、
本発明の如く磁性粒子内への良好な現像剤の取込
みが難かしくなる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第３図により説明する。図
において第１図と同一部材は同一符号が付してあ
る。実施例装置において感光体ドラム１は矢印ａ
方向に66mm／秒の周速度で回転する。２は矢印ｂ
方向に60mm／秒の周速度で回転する外径32mm、厚
さ0.8mmのステンレス（SUS304）製のスリーブ
で、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0.8μm（Rz）にした。

一方、スリーブ２内にはフエライト焼結タイプ
の磁石７ｃを配設し、その第１磁極であるS1極
を磁性ブレード６に対して25度（図示θ1）傾けて
設定してある。一方の第２磁極であるS2極は、
S1極に対して40度（図示θ2）傾けてある。上記
S1極のスリーブ表面での磁束密度は、磁性ブレ
ードの存在下でそのピーク値が800ガウスあり、
ブレード６を外した状態では600ガウスであり、
S2極は同じくピーク値が700ガウスあつた。

磁性ブレード６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。このブレード６は
スリーブ２の表面に対して間隔を250μmに設定し
た。

上記磁性粒子５としては粒径80〜105μm、最大
62emu／ｇの球形フエライト（TDK社製）を100
ｇ用いた。一方、非磁性現像剤４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12μmの負（−）極性に帯電するシ
アン色の粉体を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、容器
３内に入れる。その結果、これら磁性粒子と非磁
性現像剤は、両磁極により合成された磁力線に対
応した反発磁界により幅の広い磁気ブラシを形成
しながら、スリーブの回転により矢印方向に循環
移動するのが確認できた。

一方、上記スリーブの回転にともないスリーブ
２の表面には、約120μm厚の現像剤層が形成で
き、ブローオフ法により帯電電位を測定したとこ
ろ、−7μc／ｇの電位で均一に帯電していること
を確認した。

このスリーブ２に対向する感光体ドラム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、スリーブ表面との距離を
300μmに設定した。そして、上記スリーブに対し
電源Ｅにより周波数800Hz、ピーク対ピーク値が
1.8kVで、中心値が＋200V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
い高品質の現像像を得ることができた。また、容
器３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、現像機能は上記現像剤がほとん
ど消費されるまで変わらずに安定していた。

ところで、本発明においては同極性の磁極の数
は２つに限る必要はない。第４図ＡからＣは磁極
の形態を模式的に示すもので、第４図Ａは第３図
の磁石７ｃの場合を示し、第４図Ｂは３つの磁極
S1〜S3を有し、更に第４図Ｃは磁性ブレードに
対向しない磁極を多数独立して設けた場合を示
す。

上記反発磁極が形成するスリーブ上の磁界につ
いて述べると、同極磁極間の磁束密度は、必ずし
も０ガウスである必要はなく、単極の場合よりも
幅広い磁気ブラシが形成できれば良い。好ましく
は、反発磁界により磁性粒子によるブラシの密度
を適度に粗くすることで、この磁気ブラシ内への
現像剤の取込みが良好になる。更に、本発明は異
極性の磁極を並べる場合に生じる高い速度での磁
性粒子の循環運動を押え、上記磁気ブラシ形状の
安定化及び現像剤の過剰攪拌の防止をも可能にし
た。

なお、上記本発明の具体例では、容器側の磁極
としてＳ極を用いた場合を例示したが、勿論、Ｎ
極でも良い。また、規制手段については磁性材料
によるブレード板を例示したが、合成樹脂やアル
ミニウム、黄銅、ステンレス等の非磁性体による
壁又は板状部材を用いても良い。しかし、非磁性
体を用いる場合は磁性体を用いたときの様に、第
１磁極との間に磁界が発生しないので容器内での
磁性粒子によるブラシの型態が異なり、この磁性
粒子が容器の下流側より流出し易くなる。しか
し、この点についてはスリーブと非磁性体による
規制手段との間隙を磁性粒子径の半分以下に設定
することでも解決できる。更に、規制部材につい
ては容器と別体に取付ける以外にも、容器の一部
を規制板として用いても良い。なお、スリーブ入
口側で現像剤の流出が心配されるときは、第２図
の如く、樹脂フイルム材を流出防止部材９として
容器に図の如く取付けても良い。そして更に、現
像時のバイアスについては交番電圧に限らず、直
流電圧の適用も有効である。

上記本発明に適用できる非磁性現像剤として
は、従来電子写真法で用いられている現像剤、例
えば樹脂に顔料又は染料を混練し、これを粋枠し
たものやカプセル化したものを用い得る。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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明のための現像装置の
断面図、第２図と第３図は本発明を適用した現像
装置の断面図、第４図Ａから第４図Ｃは磁極のパ
ターンを示す磁石ローラの平面図を示す。 図において、２は現像剤保持部材であるスリー
ブ、３は容器、４は非磁性現像剤、５は磁性粒
子、６は規制部材である磁性ブレード、７は磁石
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性現像剤と磁性粒子とを貯蔵する容器
   と、 潜像担持体に非磁性現像剤を回動搬送する現像
   剤保持部材と、 上記現像剤保持部材が回動して上記容器から出
   て行く出口部に配置した塗布量規制部材と、 この規制部材に対して現像剤保持部材を介して
   反対側であつて、上記規制部材の上流側に配置さ
   れており、容器内に於いて現像剤保持部材上に磁
   性粒子の磁気ブラシを形成するとともに、上記規
   制部材と協働して磁性粒子を上記出口部から外に
   出さないように容器内に拘束する第１の磁極と、 この第１の磁極と同極性で隣り合い、現像剤保
   持部材の回動方向上流側で且つ、容器内に磁界が
   及ぶ領域に設けられていて、第１の磁極との間に
   反撥磁界を形成し、容器内に於いて現像剤保持部
   材上に磁性粒子の磁気ブラシを形成する第２の磁
   極と、を有し、上記保持部材上に非磁性現像剤の
   薄層を形成して潜像担持体に搬送することを特徴
   とする現像装置。 ２ 前記保持部材には交番電圧が印加される特許
   請求の範囲第１項に記載の現像装置。