JPH0736093B2 - 静電記録における現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子写真で代表される静電記録における現像装
置に関する。

〔発明の背景〕

現像スリーブと、磁性粒子群に磁力を作用させて前記現
像スリーブの表面に接触摺動する磁気ブラシを形成する
磁石および磁性ブレードと、前記磁気ブラシが形成され
ている領域において前記現像スリーブの表面にトナーを
供給する現像剤容器とを備え、磁性粒子とトナーの摩擦
によつてトナーを帯電し、この帯電トナーをその静電力
によつて前記磁気ブラシを利用して現像スリーブの表面
に薄く付着させて静電潜像面まで搬送する現像装置が知
られている。しかしこの現像装置において、トナーを摩
擦帯電させるための磁性粒子とトナーの撹拌は、現像ス
リーブの回転に伴つて現像剤容器内に生じる磁性粒子と
トナーの循環回転運動によるもので、摩擦力が弱く不安
定であるという問題があつた。この種の現像装置として
は特開昭59−101680号公報に記載されたものをあげるこ
とができる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、小型の装置でかつ簡単な制御によりト
ナーを摩擦帯電するための磁性粒子とトナーの摩擦力を
増大して安定にトナーを帯電させ得る静電記録における
現像装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、現像容器の開口部における両側壁にそれぞれ
永久磁石を設けることにより、前記開口部において磁性
粒子群に両永久磁石の磁力を作用させて例えば帯電トナ
ー運搬用スリーブ、感光ドラムなどの回転体の表面に摺
動接触する磁性粒子磁化層を形成するようにし、さら
に、前記回転体の裏面に歯車状の磁性体を回動自在に設
けることにより、この磁性体の回動によって磁性粒子群
に作用する前記両永久磁石の磁力を振動的に変化させ、
この磁力の変化により磁性粒子群の振動を強制して磁性
粒子とトナーの摩擦力を増加させるようにしたことを特
徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明になる現像装置を示す。現像機１は円筒
状スリーブ２、棒状磁石3,4、現像剤容器５、歯車状円
柱６で構成され、前記現像剤容器５内に磁性粒子７とト
ナー８を収容する。円筒状スリーブ２は非磁性体で矢印
（イ）方向に定速回転するように構成されたもので、ア
ルミニウムやステンレスの筒体を用いるのが簡便である
がプラスチツクスのような高分子筒体、あるいはその表
面を導電処理した高分子筒体を用いてもよい。またこの
円筒状スリーブの表面はトナーが付着しやすいように、
たとえばアルミニウム筒体の場合には梨地アルマイト処
理やサンドブラスト処理によつて、若干の凹凸をもたせ
るのがよい。一対の棒状磁石3,4はかかる円筒状スリー
ブ２の表面に近接した状態で現像剤容器５に固定され、
その磁力により磁性粒子群７を吸着せしめて磁気ブラシ
を作り、更に棒状磁石3,4間にスリーブ２の表面に沿つ
て磁性粒子ブリツジを形成し、これらをスリーブ２の表
面に接触摺動させる。なお、棒状磁石４は省略すること
もできる。

トナー８はこの磁気ブラシおよび磁性粒子ブリツジに接
して現像剤容器５内に収納される。トナー８は樹脂，着
色剤，帯電制御剤を主成分とする非磁性体であるが、マ
グネタイトのような磁性体を加えて若干の磁性をもたせ
てもよい。そしてこのトナー８は磁性粒子７との摩擦あ
るいはスリーブ２との摩擦により正または負に帯電する
もので、この帯電極性は帯電制御剤によつて決められ
る。

歯車状円柱６は鉄などの磁性体で作られ、スリーブ２内
にこれと同心に配置して前記磁石3,4による磁束を通す
磁路の一部となる。そしてこの歯車状円柱６は矢印
（ロ）方向に回転され、外周の凹凸の移動による磁路の
変化によつて磁気ブラシあるいは磁性粒子ブリツジ内部
を通る磁力線に周期的な乱れを発生し、これにより磁性
粒子７に振動を制御する。このようにして磁性粒子７の
振動が強制されるとこの磁性粒子７とトナー８との撹拌
作用が活発に且つ安定になり、これによりトナー８は磁
性粒子７およびスリーブ２と積極的に摩擦して帯電され
ると共にスリーブ２の表面に付着し、スリーブ２の表面
にトナー８の薄膜層を形成する。

このようにしてスリーブ２の表面に形成されたトナー８
の薄膜層は、スリーブ２の回転によつて記録体９の表面
に近接または接触させられて静電潜像を現像する。

このような現像装置はスリーブ２の直径は約10mmまで小
さくでき、装置全体が小型化する。スリーブ２と磁石3,
4の間隙は0.5mm〜10mmの範囲で選択でき、直径100μｍ
の高抵抗酸化鉄磁性粒子７と800ガウス〜1000ガウスの
磁石3,4を用いた装置では2mm前後が好適である。

なお上記実施例において、円柱６の回転方向はスリーブ
２と同方向でもよく、回転速度も現像速度に応じて選定
できる。円柱６をスリーブ２と同方向に同速で回転する
ようにする場合には、円柱６とスリーブ２を一体的に結
合したものとすることができる。

以上に述べた実施例によれば、スリーブ２内に大型で高
価なマグネツトロールを設ける必要がなく、また現像剤
容器５に現像剤撹拌ロールやトナー混合比監視，補給装
置を設ける必要もないので、装置構成が簡単で小型にな
る上に、磁気ブラシと磁性粒子ブリツジを構成する磁性
粒子が磁力によつて強制振動することによりトナーへの
摩擦帯電作用が増加すると共に安定になる効果がある。

第２図に示した実施例は、前述した実施例における歯車
状円柱６の代わりに、扇状のプラスチツクス支持体10a
の外周に棒状鉄片10bを並べて固定したものを用い、こ
れを軸11によつて支持し、棒状磁石3,4に挟まれる領域
内で矢印（ハ）で示すように微小振動させるものであ
る。

このようにすると、磁石3,4による磁束は磁石3,4で挟ま
れる領域内に強く発生するので、この磁場内で磁化され
る磁性粒子７には大きな吸着力が作用しスリーブ２の表
面に付着して現像部まで運ばれることがなくなる。

第３図に更に他の実施例を示す。第１図を参照して説明
した実施例との相違点は、棒状磁石3,4の着磁方向，歯
車状円柱６の構造，スリーブ２に対するバイアス電圧印
加にある。棒状磁石3,4の磁極は、その先端部をスリー
ブ２の周方向に着磁して形成したもので、磁石3,4の先
端に磁気ブラシを強く保持することができる。従つて、
スリーブ２を高速回転させても磁性粒子７がスリーブ２
の表面に付着し運び出されることがない。

歯車状円柱６はプラスチツクス支持体6aの外周に棒状鉄
片6bを並べて固定したものである。

また、スリーブ２は導電材料で作られ、バイアス電源12
によつて現像バイアス電圧が与えられる。このバイアス
電圧は、現像された画像の濃度、かぶり，均一性を改善
することができ、バイアス電圧の値は目的に応じて−10
00V〜1000Vに設定すればよい。

第４図に示す実施例は、第１図を参照して説明した実施
例におけるスリーブ２と記録体９を一体化した電子写真
式レーザビームプリンタである。

前述のスリーブと記録体の機能をもつ光導電性の感光ド
ラム13は矢印（ニ）方向に定速回転され、その表面な帯
電器14により一様に、例えば正に、帯電される。この表
面は、次いで画像情報によつて強度変調されたレーザ光
線15によつて走査露光されて静電線像が形成される。現
像剤容器５に設けられた棒状磁石3,4は磁性粒子７によ
る磁気ブラシおよび磁性粒子ブリツジを形成し、静電潜
像が形成された感光ドラム13の表面はこの磁気ブラシお
よび磁性粒子ブリツジに接触摺動する。感光ドラム13内
で矢印（ホ）方向に回転する歯車状円柱６によつて前記
磁気ブラシおよび磁性粒子ブリツジ内を通る磁力線が乱
され、これによつてブラシおよびブリツジを構成する磁
性粒子７の振動が強制される。その結果、トナー８が磁
性粒子７と撹拌されて摩擦帯電し、帯電トナーは感光ド
ラム13の表面に静電潜像の極性に応じて選択的に付着す
る。

のようにしてトナー像が形成された感光ドラム13の表面
は更に回転して記録紙16と接触し、接触状態で転写器17
によつて転写電界が与えられ、感光ドラム表面上のトナ
ー像は記録紙16に静電転写される。トナー像を転写した
後の感光ドラム13の表面はクリーナ18によつて清掃され
て転写されずに残留するトナー８が除去され、更にイレ
ーザ19によつて残留電荷が消されて再使用される。

クリーナ18は、その先端に吸着した磁性粒子24による磁
気ブラシを前記感光ドラム13の表面に接触摺動させて残
留トナーを除去するクリーニング用磁石20と、磁気ブラ
シで除去したトナーを吸引する吸引電極21と、これらを
収容するクリーニング容器25と、磁性粒子24による磁気
ブラシで捕獲したトナーを感光ドラム13の表面から遠ざ
ける方向に移動させ最終的には吸引電極21上に収集する
ためのバイアス電圧を前記磁石20と吸引電極21に印加す
るバイアス電源22,23とを備える。そして更に、前記歯
車状円柱６は磁石20の磁束を通す磁路の一部となること
から、円柱６が回転すると前述の場合と同様の磁束が変
化して磁性粒子24が振動する。これにより磁気ブラシに
よる残留トナー剥離作用が強まり、また磁気ブラシ内で
のトナーの移動も容易となることから、残留トナー捕集
が確実になる。

このプリンタは、いわゆる現像スリーブと感光ドラムが
１つのもので兼用されているので印写系を大幅に小形化
できる。例えば、直径が45mmのアルミニウム筒に有機光
導電体を塗布した感光ドラム13を用いた印写系では、そ
の全体幅を100mmに抑えることが可能である。しかし磁
性粒子24による磁気ブラシと吸引電極21を利用したクリ
ーナ18は小型になり、さらにブレードクリーナに比較し
て感光ドラム13に作用する負荷が軽くなることから駆動
系を小型にすることができる。

なおトナーを付着させるスリーブ２や感光ドラム13はそ
の形状を変えてベルトやシート等のような平板状のもの
とすることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、２つの永久磁石
と１つの歯車状の磁性体を設け、磁性粒子群に作用する
両永久磁石の磁力を歯車状の磁性体の回動によって振動
的に変化させることにより、磁性粒子群の振動を強制し
たので、磁性粒子とトナーの摩擦力を増大して安定にト
ナーを帯電させることができ、しかも、その装置は小型
で、制御は簡単である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の各実施例を示すもので、第１図〜第３図
は現像装置の側面図、第４図はレーザビームプリンタの
側面図である。 ２……円筒状スリーブ、3,4……棒状磁石、５……現像
剤容器、６……歯車状円柱、７……磁性粒子、８……ト
ナー、９……感光ドラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−31977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−123958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−3458（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その表面にトナーを付着すべき回転体と、
   この回転体の表面にその開口部よりトナーを供給する現
   像剤容器と、この現像剤容器の開口部における両側壁に
   設けられ、前記現像剤容器の開口部において磁性粒子群
   に磁力を作用させて前記回転体の表面に接触摺動する磁
   性粒子磁化層を形成する２つの永久磁石と、前記回転体
   の裏面に設けられて回動する歯車状の磁性体とを備え、
   磁性粒子とトナーの摩擦によってトナーを帯電し、この
   帯電トナーをその静電力により前記磁性粒子磁化層を利
   用して前記回転体の表面に薄く付着させるとともに、前
   記磁性体の回動により前記磁性粒子群に作用する前記２
   つの永久磁石の磁力を振動的に変化させ、この磁力の変
   化により前記磁性粒子群の振動を強制して磁性粒子とト
   ナーの摩擦力を増加させるようにしたことを特徴とする
   静電記録における現像装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記回転
   体はその表面に帯電トナーを一様に付着させて潜像面ま
   で運搬するスリーブであることを特徴とする静電記録に
   おける現像装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記回転
   体はその表面に潜像を有する記録媒体であることを特徴
   とする静電記録における現像装置。