JPH0644173B2 - 乾式現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静電潜像・電位潜像・磁気潜像・抵抗模様潜
像等の電気的潜像の乾式（粉体）現像装置に関する。

〔従来の技術〕

乾式現像方法もしくは装置は各種の原理・方式のものが
公知である。それ等のうち所謂磁気ブラシ現像法を基礎
とする各種方式のものが主として実用されている。

これは現像剤として、粒径１〜20μｍ程度のトナー粒子
と、粒径20〜200μｍ程度の磁性粒子（キャリア）との
混合からなる所謂２成分系現像剤、或はトナー磁性粒子
を数10％分散した磁性トナーからなる所謂１成分系現像
剤を用い、該現像剤を磁界発生手段を内部に有する、或
はそれ自体磁気を有する現像剤保持部材の面に磁気的拘
束力で層として保持させて潜像担持体と対向する現像部
へ搬送させることにより潜像をトナー現像するものであ
る。

第４図はそのような現像装置の一例の要部の横断面図で
あり、Ａは現像装置の全体符号、Ｂは潜像担持体の一部
を示す。

潜像担持体Ｂは具体的には例えば電子写真装置における
回転感光ドラム・回動感光ベルト、静電記録装置におけ
る回転誘電体ドラム・回動誘電体ベルト等であり、不図
示の公知適宜の潜像形成手段により電気的潜像が形成さ
れて現像装置Ａに対して矢示ｑの方向に面移動する。以
下便宜上この潜像担持体Ｂをドラムと記す。

現像装置Ａにおいて、１は現像剤容器の一部、２は現像
剤保持部材としての非磁性の回転スリーブ、３は該スリ
ーブ内に挿入内蔵させた磁界発生手段としての固定（非
回転）の磁石ローラである。

スリーブ２は、容器１の図面上左下部に図面と直角方向
に横長に形成した開口部に、右半面側を容器１内に入り
込ませて、左半面側を容器外に露出させて、図面と直角
方向の中心軸を中心に回転可能に軸支して横設してあ
り、不図示の駆動系により矢示ｐの反時計方向に所定の
周速度で回転駆動される。該スリーブ２の左半面側がド
ラムＢに対して並行に所定の微小間隙を存して対向して
おり、その対向部が現像実行部即ち現像部ａとなる。

４はスリーブ２を入り込ませた容器開口部の上縁側に先
端（下端）をスリーブ上面に所定の微小間隙を存して対
向させて容器前面壁１ａの外面に取付け支持させた現像
剤層規制部材としてのドクタブレード、５は同じく容器
開口部の下縁側に先端をスリーブに所定の微小間隙を存
して対向させて容器底板１ｂに取付け支持させた磁性部
材、６は前記ブレード４を取付けた容器前壁１ａの内面
側に取付けた磁性粒子循環域限定部材、７は現像バイア
ス電源である。

Ｔは容器１内の収容現像剤であり、本例の場合はトナー
ｔと磁性粒子ｃとの混合からなる２成分系現像剤である
が、磁性トナーの１成分系現像剤でもよい。スリーブ２
の容器１内に入り込んでいる右半面側はこの収容現像剤
Ｔに常時接触している。

固定磁石ローラ３において、Ｎ_１・Ｓ_１・Ｎ_２・Ｓ_２は
ローラ周面の所定位置に着磁した磁極であり、Ｎ_１極は
ブレード４と協働してスリーブ２上への現像剤塗布量を
制御する磁極、Ｓ_１は塗布された現像剤層をスリーブ面
に磁気的拘束力で保持させて現像部ａへ搬送する磁極、
Ｎ_２は現像部ａに位置させた磁極、Ｓ_２は現像部通過後
のスリーブ２上の残存現像剤層をスリーブ面に磁気的拘
束力で保持させて容器１内へ搬送する磁極である。

而して、容器１内の現像剤Ｔは容器内に配設した不図
示の攪拌部材の作動や、スリーブ２の回転力で流動して
攪拌され、又回転スリーブ面との接触により、トナーｔ
が所要の極性に荷電する。ｒは容器内現像剤のスリーブ
近傍部の流動方向を示す。

容器内現像剤のスリーブ近傍部の現像剤は容器１内に
入り込んでいるスリーブ右半面にスリーブ内の磁石ロー
ラ３の磁界により磁気付着層として拘束保持され、スリ
ーブ２の回転に伴ないドクタブレード４方向へ搬送さ
れ、ブレード４の先端とスリーブ２との対向隙間部を通
過する。この通過の際、上記隙間と、ブレード４と磁極
Ｎ_１との間に働く磁界とによりスリーブ面の現像剤の磁
気付着層の量、即ちスリーブ面に対する現像剤塗布量が
所定量に制御される。

上記ブレード４位置を通過したスリーブ面の塗布現像剤
層は本例の場合、トナーｔと磁性粒子ｃの両者を含む層
である。

スリーブ面の上記塗布現像剤層は引続くスリーブ２の
回転に伴ない、搬送磁極Ｓ_１の磁界でスリーブ面に拘束
保持されて現像部ａへ搬送され、現像部を通過する。

現像部ａを通過する過程で、現像磁極Ｎ_２の磁界作
用、現像バイアス作用により現像剤層からトナーｔがド
ラムＢ面側へドラム面の潜像パターンに対応して転移す
る。磁性粒子ｃ分は転移しない。

現像部ａを通過した残存現像剤層は引続くスリーブ２
の回転に伴ない、搬送磁極Ｓ_２の磁界でスリーブ面に拘
束保持されて磁性部材５とスリーブ２との隙間部を通っ
て現像剤容器１内の現像剤溜りへ戻し搬送される。磁性
部材５とスリーブ２の隙間部には磁極Ｓ_２による磁気シ
ールが生じ、該隙間部からの容器内現像剤の漏出が阻止
される。

かくして上記〜の連続によりドラムＢ面の潜像が順
次にトナー現像されていく。

スリーブ２を非回転の固定部材とし、内部の磁石ローラ
３を時計方向に回転駆動させるようにしてもよく、この
場合もスリーブ２を反時計方向ｐに回転させたと同様に
現像剤層が固定のスリーブ面に沿って搬送される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、現像剤保持部材２の面に層として磁気的に拘
束されて搬送される現像剤は、その搬送流れが障害物で
妨げられたとき、その妨げ衝撃力の方が２成分系現像剤
の場合のトナーｔの磁性粒子ｃに対する静電的付着力、
また１成分系現像剤の場合の磁性トナーの現像剤保持部
材面に対する磁気的拘束力よりも大きいときには、搬送
現像剤層のトナーの一部が現像剤層から容易に遊離して
トナーの粉煙ｔ_１を発生する。そしてこのトナー粉煙ｔ
_１は潜像担持体Ｂ面にランダムに付着してカブリとなり
画質を低下させたり、画像形成装置機内のエアーフロー
に乗って機内に飛散して機内汚れを生じさせたりする。

具体的に前記第４図例の現像装置では、 ａ、スリーブ２上の塗布現像剤層のブレード４位置通過
直後部分、 ｂ、現像剤層がドラムＢ面と接触通過する現像部ａの近
辺、 ｃ、現像部通過後の残存現像剤層が磁性部材５とスリー
ブ２との隙間部（磁気シール部）から容器１内へ入る直
前部分、 ｄ、磁極Ｓ_１近辺（磁極位置を順次に通過する現像剤層
部分は該磁極位置で磁力が最大となるために大きく穂立
ちし、次いで磁極位置を通過して外れると穂立ちが順次
に倒れていく。その穂立ち倒れの際のスリーブへの衝撃
力でトナー粉煙の発生をみる）、 等においてトナー粉煙ｔ_１を発生する、或は発生し易
い。

そこで実機では現像剤容器１の外部に露出しているスリ
ーブ左半面側について、その上側を覆う上側スリーブカ
バー８、そのカバーの先端縁とドラムＢとの隙間部を閉
塞するように基部側を該カバー８に取付け、先端縁側を
ドラムＢ面に面接触させて設けた絶縁性弾性シール部材
（例えば10〜30μｍ厚のポリエチレンテレフタレートシ
ート（商品名マイラ））９、スリーブの下側を覆う下側
スリーブカバー１ｃ（本例は容器底板１ｂの延長張出し
部材）、該カバー１ｃの先端縁とドラムＢとの隙間部を
可及的に挾ばめるように該カバーに取付けたトナー飛散
防止部材１０等を配設してスリーブ２の外部露出部を実
質的に包囲隠蔽する構成とし、これによりトナー粉煙ｔ
_１の機内飛散を防止するようにしている。

しかし上記部材８・９・１ｃ・１０によるスリーブ包囲
空間内では前記ａ〜ｄ項のような部分から発生したトナ
ー粉煙ｔ_１が立ち込めている。

従ってこのトナー粉煙ｔ_１が現像部ａ近辺のドラムＢ面
にランダムに付着して画像カブリとなる。

又トナー粉煙ｔ_１が部材８・９・１ｃ・１０の内面に経
時的に付着堆積して凝集していく。特に上側スリーブカ
バー８、シール部材９の内面（裏面）に付着堆積したト
ナー粉煙の凝集塊はある程度大きくなると自重や装置振
動によりスリーブ２上や現像部ａに落下する。その落下
したトナー粉煙の凝集塊はスリーブ面の現像剤層に取り
込まれず、現像部ａでドラムＢ面に押し付けられてドラ
ム面に凝集塊のままで付着して画像に黒点部をつくった
り、画像くずれを生じさせたりする。又ドラムＢ面に付
着したままドラムＢとトナー飛散防止部材１０との隙間
部を通過して現像器外に持ち出され現像器下方に落下・
飛散して機内を汚染させる等の問題を含んでいる。

本発明は上記のような問題を解消するものである。

ロ、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、磁石を内部に有する非磁性回転スリーブの表
面に乾式現像剤を磁気的拘束力で層として保持させて潜
像担持体と対向する現像部へ搬送させて潜像を顕画化す
る乾式現像装置に於いて、 上記スリーブの略全長にわたって設けられており、上記
スリーブに保持された現像剤層に面接触した現像剤飛散
防止フィルムであって、上記磁石の磁界で引き寄せら
れ、該現像剤層の外面に面接触した弾性磁性フィルムで
ある現像剤飛散防止フィルムを備えたことを特徴とする
乾式現像装置である。

［作用］ 本発明によれば現像剤飛散防止フィルムはスリーブの略
全長にわたって設けられた弾性磁性フィルムであり、ス
リーブ内に配置された磁石の磁界で引き寄せられて現像
剤層に面接触している。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は一実施例装置を示すもので、前記第
４図例のものと共通する部材には同一符号を付して再度
の説明を省略する。

第１図において、１１は現像剤容器１の上に一体に取付
け具備させたトナー容器であり、最初は現像剤容器１と
トナー容器１１とは両者の間に介在させたシール部材１
２により隔離されていて、現像剤容器１内には所定量の
磁性粒子ｃのみを、トナー容器１１内には所定量のトナ
ーｔのみを収容してある。画像形成装置に装着して使用
する際にシール部材１２を引き抜いて除去することによ
り上記両室１・１１が連通状態になってトナー容器１１
内のトナーｔが現像剤容器１内へ落下して攪拌部材１３
の作動で現像剤容器１内の磁性粒子ｃと混合状態とな
る、即ち２成分系現像剤Ｔとなる。

１４は、現像剤容器１の外部に露出しているスリーブ左
半面側のスリーブ上面と、上側スリーブカバー８との間
の空間内に、後端辺（右辺）をドクターブレード４の先
端寄りの外面に係止させて配設した第１の柔軟弾性磁性
シート或はフィルム部材（以下第１のシール部材と記
す）であり、先端辺（左辺）は現像部ａの近傍まで延在
しており、スリーブ左半面側のスリーブ上面領域全体に
略対応する長さ寸法・幅寸法を有する。

１５はスリーブ左半面側のスリーブ下面と、その下面側
をカバーする部材１ｃ・１０との間の空間内に、後端辺
（左辺）を部材１０の先端裏面に係止させて配設した第
２の柔軟弾性磁性シート或はフィルム部材（以下第２の
シール部材と記す）であり、先端辺（左辺）は磁性部材
５とスリーブ２との隙間部（磁性シール部）の近傍まで
延在しており、スリーブ左半面側のスリーブ下面領域全
体に略対応する長さ寸法・幅寸法を有する。

上記第１及び第２のシール部材１４・１５は何れも、例
えば10〜50μｍ厚のポリエチレンテレフタレートシート
或はフィルム（商品名マイラ）の面に磁性体の蒸着層を
形成した、或は磁性体分散樹脂を薄層にコートした、例
えばオーディオテープの如き全体に柔軟弾性を有し、且
つ磁性を有する部材である。オーディオテープを該第１
及び第２のシール部材材料として利用することもでき
る。

第３図(a)〜(c)は基材シート又はフィルム１４ａ（１５
ａ）面に対する磁性体蒸着層又はコート層１４ｂ（１５
ｂ）の形成パターン例を示したもので、(c)図のように
全面的に形成してもよいし、(a)図や(b)図のように部分
的に形成してもよい。(a)図はスリーブ２内の固定磁石
ローラ３の磁極部に対応する部分面のみに形成したも
の、(b)図はそれに更に、両端側からのトナー飛散をよ
り効果的に防止するために両端側の面部分については全
面的に形成したものである。

磁性体蒸着層又はコート層１４ｂ（１５ｂ）は基材シー
ト又はフィルム１４ａ（１５ａ）面の片面側のみに形成
し、その反対面側（裏面側）がスリーブ２面に対向する
ように第１及び第２のシール部材１４・１５を配設する
方がよい。

而してスリーブ２が回転駆動されることにより前述第４
図例装置で説明した前記〜項と同じ動作でスリーブ
２面に現像剤層が磁気拘束されて保持され、現像部ａへ
搬送されてドラムＢ面の潜像が順次にトナーで顕像化さ
れていく。

この場合、現像剤容器１の外部に露出しているスリーブ
左半面側のスリーブ上面部と同下面部に夫々対応する、
磁性を有する第１及び第２のシール部材１４・１５は、
何れも第２図示のようにスリーブ２内の磁石ローラ３の
磁界によりスリーブ面の保持現像剤層の外面へ引き寄せ
られ該シール部材の柔軟弾性により保持現像剤層の外面
にほぼならってやわらかく面接触した状態となる。

即ちドクターブレード４位置から現像部ａの近傍にかけ
てのスリーブ上面部領域の保持現像剤層の外面が第１の
シール部材１４により実質的に隙間なく覆われた状態と
なり、該現像剤層領域からのトナー粉煙の発生が防止さ
れる。又現像部ａ通過後の残存現像剤層が磁性部材５と
スリーブ２との隙間部（磁気シール部）から容器１へ入
る直前域のスリーブ下面領域の保持現像剤層の外面が第
２のシール部材１５により覆われた状態となり、該現像
剤層領域からのトナー粉煙の発生が防止される。

上記においてシール部材１４・１５で覆われた現像剤層
部分は該シール部材１４・１５の裏面に軽く接しながら
支障なく搬送され、その搬送が該部材１４・１５の存在
で妨げられたり、現像剤の停滞現象を生じたりすること
はない。

従って現像装置の作動に伴なってスリーブ２面に磁気拘
束されて搬送される現像剤層からのトナーの粉煙発生自
体が効果的に防止され、トナー粉煙にもとづく前述の画
像品位の低下問題、機内汚損の問題等が良好に解消され
る。

本例装置において、トナー粒子ｔは例えばカーボン10
部、ポリスチレン90部を主体として形成された粒径７〜
20μｍの非磁性トナー粒子である。トナーには、流動性
を高めるためにシリカ粒子や、例えば転写方式画像形成
方法に於て潜像保持部材たるドラムＢの表面の研磨のた
めに研磨剤粒子等を外添してもよい。トナー中に少量の
磁性粒子を加えたものを用いてもよい。すなわち、磁性
粒子に比べ著しく弱い磁性であり、トリボ帯電可能であ
れば磁性トナーも用いることができる。

現像スリーブ２面に形成される現像剤層は非磁性トナー
と磁性粒子の混合からなる層であってもよいし、磁性ト
ナーの層であってもよいし、非磁性トナーのみの層であ
ってもよい。

スリーブ２の材料としてはアルミニウムのほか真ちゅう
やステンレス鋼などの導電体、紙筒や合成樹脂の円筒を
使用可能である。また、これら円筒の表面を導電処理す
るか、誘電体で構成すると現像電極として機能させるこ
ともできる。さらに、芯ロールを用いてその周面に導電
性の弾性体、例えば導電性スポンジを巻装して構成して
もよ。該スリーブ２は無端ベルト体でもよい。

磁石ローラ３において磁極数・位置は図示例のものに限
られるものではなく、又極性もＳ極・Ｎ極逆でもよい。
現像部ａの磁極Ｎ_２については、実施例では現像部の中
央に磁極を配置したが、中央からずらした位置としても
よく、また磁極間に現像部を配置するようにしてもよ
い。磁石ローラの磁石は本例では永久磁石であるが、こ
れに代えて電磁石を使用してもよい。

ブレード４は本例では、少なくともその先端（下端）が
例えばアルミニウムなどの非磁性材料製であり、容器１
の開口の上部近傍でスリーブ２の長手方向に延在し、そ
の基部は容器１に固定され、先端側はスリーブ２の表面
に間隙をもって対向している。ブレード４の先端とスリ
ーブ２の表面との間隙は50〜500μｍ、好ましくは100〜
350μｍであり、本例では250μｍである。この間隙は50
μｍより小さいと、磁性粒子がこの間隙部に詰まり易
く、500μｍを越えると、磁性粒子およびトナーが多量
に間隙を通過し、スリーブ２上に適当な厚さの現像剤層
が形成できない。現像剤層の厚さは現像部ａにおけるド
ラムＢとスリーブ２との間隙よりも小さい（ただしこの
とき現像剤の厚さとは磁力が働いていない状態でのスリ
ーブ２上での厚さである）。このような厚さの現像剤層
を作るためには、ブレード先端とスリーブ面との間隙
は、スリーブ面とドラム面の間隙と同等または小さいこ
とが好ましいが、それ以上にしても可能である。

電源７はドラムＢとスリーブ２との間に電圧を印加し
て、それらの間の空隙に交互電界を形成させ、スリーブ
２上の現像剤層からトナーをドラムＢに転移させる。該
電源７による電圧は正側と負側のピーク電圧が同じであ
る対称型交互電圧でも、このような交互電圧に直流電圧
を重畳した形の非対称交互電圧でもよい。具体的な電圧
値としては、例えば暗部電位-600Ｖ、明部電位-200Ｖの
静電潜像に対して、一例として、直流電圧-300Ｖを重畳
してピーク・ピーク電圧を300〜2000Vpp、周波数200〜3
000Hz交互電圧をスリーブ２側に印加し、ドラムＢを接
地電位に保持する。

トナー飛散防止部材１０にはトナー粒子と同極性の電圧
を印加してもよい。これによって現像領域から飛散した
トナーを電界によってドラムＢの方向へ押しつけ、トナ
ーの飛散を防止することができる。

ゴースト像現象を防止するために、現像剤容器１内へ戻
り回動したスリーブ２面から現像に供されずにスリーブ
２上に残った現像剤層を、一旦スクレーパ手段（不図
示）でかき落し、そのかき落しされたスリーブ面を磁性
粒子層に接触させて現像剤の再コーティングを行わせる
ようにしてもよい。

磁性粒子とトナーとの濃度を検出して、この出力に応じ
て自動的にトナーを補給する機構を設けてもよい。

現像装置Ａは容器１、スリーブ２、ブレード４などを一
体化した使いすてタイプの現像器としても、画像形成装
置に固定された通常現像器としても使用可能である。

ハ、発明の効果 以上のように本発明に依れば、現像装置の作動に伴なっ
て現像剤保持部材面に磁気拘束されて搬送される現像剤
層からのトナーの粉煙発生自体が効果的に防止され、そ
の粉煙による前述の画像品位の低下問題、機内汚損問題
等が解消される。また、弾性磁性フィルムである弾性磁
性フィルムは現像剤保持部材の磁界で引き寄せられ、現
像剤層の外面に面接触するので、この接触状態は長期間
安定したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う現像装置の一実施例の横断側面
図、第２図はその要部の拡大図、第３図(a)乃至同図(c)
は磁性体蒸着層又はコート層の形成パターン例、第４図
は従来装置の一例の要部の横断側面図。 １は現像剤容器、２は現像剤保持部材としての非磁性回
転スリーブ、３は磁界発生手段としての磁石ローラ、１
４・１５は第１及び第２の柔軟弾性磁性シート或はフィ
ルム部材、Ｔはトナーｔと磁性粒子ｃの混合からなる２
成分系現像剤、Ｂは潜像担持体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁石を内部に有する非磁性回転スリーブの
   表面に乾式現像剤を磁気的拘束力で層として保持させて
   潜像担持体と対向する現像部へ搬送させて潜像を顕画化
   する乾式現像装置に於いて、 上記スリーブの略全長にわたって設けられており、上記
   スリーブに保持された現像剤層に面接触した現像剤飛散
   防止フィルムであって、上記磁石の磁界で引き寄せら
   れ、該現像剤層の外面に面接触した弾性磁性フィルムで
   ある現像剤飛散防止フィルムを備えたことを特徴とする
   乾式現像装置。