JPH08211735A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤規制体の径を縮小することなく規制部
における磁束密度を密にして磁性トナーへの十分な規制
と帯電付与を可能とし、且つ、安定に帯電十分な磁性ト
ナーのみを現像剤担持体に薄層コーティングしてこれを
現像領域に搬送することができる現像装置を提供するこ
と。 【構成】 磁性体を含有する磁性トナーを含む現像剤を
表面に担持する回転可能に配置された現像スリーブ（現
像剤担持体）１ａと、該現像スリーブ１ａの内部に配設
された永久磁石１ｂと、現像スリーブ１ａ上の現像剤の
塗布を規制する現像剤規制体６を備えた現像装置８にお
いて、前記現像剤規制体６を磁性部材で構成してこれを
前記永久磁石１ｂの少なくとも１つの磁極の近傍に該現
像スリーブ１ａの回転方向と同方向に回転可能に対向配
置するとともに、該現像剤規制体６の近傍に形成される
磁束密度が現像剤規制体６方向及び現像スリーブ１ａの
回転方向により密となるよう永久磁石７を現像剤規制体
６の近傍に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置等に用いられる現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られている（例えば、米国特許第２，２９７，６９１
号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報、特公昭４３
−２４７４８号公報等参照）が、一般には、光導電物質
を利用して種々の手段により感光体上に電気的潜像を形
成し、次いで、トナーを用いて電気的潜像をトナー画像
として現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像
を転写した後、加熱或は溶剤蒸気等によってトナー画像
を転写材に定着して複写物を得る方法が採用されてい
る。

【０００３】ところで、トナーを用いて電気的潜像を可
視化する現像方法も種々知られている。例えば、米国特
許第２，８７４，０６３号明細書に記載されている磁気
ブラシ現像法、同２２１，７７６号明細書に記載されて
いるパウダークラウド法及びファーブラシ現像法、液体
現像法等の多数の現像法が知られている。

【０００４】上記現像法において、特にトナー及びキャ
リアを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケ
ード法、液体現像法等が広く実用化されている。これら
の方法は何れも比較的安定に良画像が得られる優れた方
法であるが、反面、キャリアの劣化、トナーとキャリア
の混合比の変動という２成分現像剤に特有の共通の欠点
を有する。

【０００５】上記欠点を解消するために、トナーのみよ
り成る１成分現像剤を用いる現像方法が各種提案されて
いる。例えば、米国特許第３，９０９，２５８号明細書
には、電気的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像
する方法が提案されている。この方法は、内部に磁性を
有する円筒状の導電性スリーブに導電性磁性現像剤を支
持せしめ、該現像剤を静電像に接触せしめて現像する方
法である。この際、現像部においてトナー粒子により記
録体表面とスリーブ表面の間に導電路が形成され、この
導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、
静電像画像部との間のクーロン力によりトナー粒子が画
像部に付着して現像される。この導電性磁性トナーを用
いる現像方法は、従来の２成分現像法に特有の問題を解
消した優れた方法であるが、反面、トナーが導電性であ
るため、現像した画像を記録体から普通紙等の最終的な
支持部材に静電的に転写することが困難であるという欠
点を有している。

【０００６】上記問題を解決するために、静電的に転写
することが可能な高抵抗トナーを用いる現像方法とし
て、特開昭５２−９４１４０号公報にはトナー粒子の誘
電分極を利用した現像方法が示されている。

【０００７】しかし、上記方法は、本質的に現像速度が
遅く、現像画像の濃度が十分に得られない等の欠点を有
しており、実用的ではなかった。

【０００８】高抵抗の磁性トナーを用いるその他の方法
として、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ
との摩擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、該トナー粒
子を静電保持部材に接触させて現像する方法が知られて
いる。

【０００９】しかし、上記方法は、トナー粒子と摩擦部
材との接触回数が少なく、摩擦帯電が不十分になり易
い、或は帯電したトナー粒子とスリーブとのクーロン力
が強いときにはトナー粒子がスリーブ上で凝集し易い等
の欠点を有しており、実用上困難な点が多いことが指摘
されている。

【００１０】これに対して、特開昭５４−４３０３６号
公報には上述の欠点を解消した新規な現像方法が提案さ
れている。この現像方法は、スリーブ上にトナーを極め
て薄く塗布した後、該トナーを摩擦帯電させ、次いで該
トナーを磁界の作用下で静電像に極めて近接させ、且
つ、接触させることなく対向させることによって現像す
る方法である。この方法によれば、磁性トナーを極めて
薄く塗布するという構成を採ることによって磁性トナー
とスリーブとの接触機会を増やし、現像に供するに必要
な摩擦帯電電荷量をトナーに与えることができる。

【００１１】しかしながら、上記方法においても、現像
スリーブと磁性トナーの接触機会は２成分方式のトナー
とキャリアの接触機会に比べて少ないことが知られてい
る。又、磁性トナーが現像に供せられるに必要な摩擦帯
電電荷量を得るための磁性トナーと現像スリーブとの必
要接触回数は、磁性トナーの組成等により異なることも
良く知られている。

【００１２】従って、上記方法においても、必要な摩擦
帯電電荷量を得るための磁性トナーと現像スリーブとの
必要接触回数が多い系においては、帯電不安定に伴う現
象が生じ易いという欠点があった。

【００１３】上記１成分現像方式の電荷付与に関する本
発明者等の検討によると、上記１成分現像方式の電荷付
与部でのトナーの挙動は以下のようになっていることが
分かった。

【００１４】先ず、図４に磁性１成分トナーを用いた現
像装置の一例を示す。図４に示す現像装置において、３
は現像容器、１ａは非磁性部材を用いた現像スリーブで
あり、これは図示矢印方向に回転可能に設置されてい
る。又、１ｂは現像スリーブ１ａの内部に固定された永
久磁石、２は磁性部材を用いた磁性ブレード、４は搬送
部材であり、磁性ブレード２は現像スリーブ１ａとの間
の距離Ｗが一定値になるように配置されている。尚、一
般的に距離Ｗは１００μｍ〜１ｍｍの範囲内の値に設定
される場合が多い。

【００１５】図４に示す現像装置においては、図６に示
すように、磁性１成分トナーＴは現像スリーブ１ａ上に
薄層コーティングされるが、このトナーＴの層厚はカッ
トラインＬの位置によって決定される。

【００１６】本発明者の検討によれば、現像スリーブ１
ａと磁性ブレード２の間を磁性トナーＴが通過する際に
該磁性トナーＴに電荷が付与されることが分かった。そ
して、その際の磁性トナーＴの挙動は以下のようになっ
ていることが分かった。

【００１７】即ち、図５に示すように、現像スリーブ１
ａと磁性ブレード２を結ぶ直線に垂直な平面を考え、磁
性ブレード２に近い面をＳ１とし、現像スリーブ１ａに
近い面をＳ２とすると、一般的に磁性ブレード２の幅は
永久磁石１ｂの幅に比べて狭くしてあるため、Ｓ１面、
Ｓ２面でのそれぞれの磁束密度を考えると、Ｓ１面での
磁束密度はＳ２面での磁束密度より大きくなる。このた
め、磁性トナーＴは現像スリーブ１ａと磁性ブレード２
との間で図５の矢印方向の力、即ち、磁性ブレード２側
への力を受ける。

【００１８】従って、図６に示すように、磁性トナーＴ
は穂（Ｂにて示す状態）を形成し、且つ、その穂は磁性
ブレード２から現像スリーブ１ａ方向に形成される。そ
して、現像スリーブ１ａと磁性ブレード２から形成され
た穂の先端のトナーｔ１とが接触することによって、ト
ナーＴの先端に電荷が付与される。

【００１９】又、現像スリーブ１ａと磁性ブレード２と
の間でのトナーＴの搬送は以下のようになっていること
が分かった。

【００２０】即ち、上述したように、現像スリーブ１ａ
と接触した穂の先端のトナーｔ１には電荷が付与される
ため、鏡映力による現像スリーブ１ａ方向への力が働
き、現像スリーブ１ａとの摩擦力によって該現像スリー
ブ１ａの回転方向への搬送力が与えられる。

【００２１】又、トナーＴ同志には互いに或る程度の凝
集力が働いているため、トナーｔ１に接しているトナー
ｔ２にも凝集力を介在した搬送力が生じ、同様に、上層
部のトナーｔ３にも凝集力を介在した搬送力が生じる。

【００２２】しかし、現像スリーブ１ａと磁性ブレード
２との間においては、前述したように磁性ブレード２の
方向への磁力もトナーＴには作用している。従って、ト
ナーＴに作用する搬送力が上記磁力に打ち勝つ所、即
ち、図６に示すカットラインＬの所でトナーＴの穂は千
切れ、現像スリーブ１ａ上に残ったトナーＴが現像スリ
ーブ１ａの回転方向に搬送される。

【００２３】従って、上記トナーＴの挙動とトナーＴへ
の帯電付与の過程から明らかなように、従来は現像スリ
ーブ１ａの近傍のトナーＴにしか帯電電荷を付与するこ
とができないという問題があった。

【００２４】又、従来は図６にＡにて示すような電荷を
付与されないトナーＴの溜り部分が生じ、このトナーＴ
の溜り部分が大きくなると、磁力によりトナーＴを磁性
ブレード２側に保持し続ける力が弱くなり、そのために
溜り部分のトナーＴの一部が現像スリーブ１ａの回転方
向に搬送され、結果として現像スリーブ１ａ上を搬送さ
れるトナーＴの一部は電荷を付与されないトナーとな
り、帯電不安定に伴う現象を引き起こし易いという問題
があった。

【００２５】上記問題を解決するために、本発明者等
は、現像剤規制部材によって帯電不十分な磁性トナーを
現像装置内に戻し、磁性トナーへの電荷付与を安定化さ
せる現像装置を提案した。

【００２６】即ち、図７に示すように、現像スリーブ１
ａ上のトナーの塗布を規制する部材として、非磁性体で
構成されて回転可能に現像スリーブ１ａの近傍に対向配
置された現像剤規制部材６ａを設け、該現像剤規制部材
６ａ中に永久磁石６ｂを配設し、該永久磁石６ｂの配置
位置を永久磁石１ｂの磁極Ｎ１１の近傍とし、更に、現
像剤規制部材６ａ中の永久磁石６ｂの磁極Ｓ６１を現像
スリーブ１ａ中の永久磁石１ｂの磁極Ｎ１１に対向させ
るとともに、その回転方向を現像スリーブ１ａと同方向
にすることにより、現像スリーブ１ａ表面に接触してい
ない磁性トナーを現像容器３内に戻し、十分に帯電した
磁性トナーのみを搬送することによって帯電付与を安定
化させることを可能とした。

【００２７】尚、上記現像剤規制部材は永久磁石を内包
したものに限るものではなく、図８に示すように、磁性
部材として例えば金属磁性棒等の現像剤規制体６を用い
ても効果があることが本発明者等の検討で分かってい
る。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、現像
剤規制部材に磁性部材を用いる構成を採用しても、磁性
トナーの規制と帯電付与が可能になった。

【００２９】しかしながら、図８に示した現像剤規制体
６はその形状が円柱状であるため、永久磁石１ｂにより
所定の極性に磁化される際、該現像剤規制体６への磁力
線の集中が磁性ブレードや内部に永久磁石を内包した現
像剤規制体の場合と比べて減少する。即ち、規制部にお
ける磁束密度の変化が少なくなるため、現像スリーブ１
ａと現像剤規制体６との間に存在する磁性トナーに働く
磁気力（現像スリーブ１ａから現像剤規制体６へ働く
力）が減少し、トナーの規制力及びパッキング力が低下
する。そして、パッキング力が低下するとトナーへの帯
電付与能も低下する。

【００３０】そこで、現像剤規制体６の径をＮ１極の半
値幅より小さくして磁束を集中させる構成も試みられて
いるが、該現像剤規制体６の径の縮小には限界があり、
径が小さ過ぎるとスリーブ側Ｎ１極の磁力による歪み等
が発生し、コーティング不良や帯電不良が引き起こされ
ることがあった。

【００３１】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、現像剤規制体の径を縮小する
ことなく規制部における磁束密度を密にして磁性トナー
への十分な規制と帯電付与を可能とし、且つ、安定に帯
電十分な磁性トナーのみを現像剤担持体表面に薄層コー
ティングしてこれを現像領域へ搬送することができる現
像装置を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、磁性体を含有する磁性トナーを含む現像
剤を表面に担持する回転可能に配置された現像剤担持体
と、該現像剤担持体の内部に配設された永久磁石と、現
像剤担持体上の現像剤の塗布を規制する現像剤規制体を
備えた現像装置において、前記現像剤規制体を磁性部材
で構成してこれを前記現像剤担持体の内部に配設された
永久磁石の少なくとも１つの磁極の近傍に該現像剤担持
体の回転方向と同方向に回転可能に対向配置するととも
に、該現像剤規制体近傍に形成される磁束密度が現像剤
規制体方向及び現像担持体回転方向により密となるよう
永久磁石を前記現像剤規制体の近傍に配置したことを特
徴とする。

【００３３】

【作用】回転可能な現像剤規制体を有する現像装置に補
助的な永久磁石を用いた構成に対する検討によると、現
像剤規制部に永久磁石を適当な極性の向きに現像剤規制
体近傍に配置すると、規制部の磁束が現像剤担持体の回
転方向下流側に押し込められる構成となることが分かっ
た。すると、現像剤規制部における磁束密度が従来の構
成より現像剤規制体方向に密となるため、規制部におけ
る現像剤規制体方向の磁気力はより強力となり、現像剤
の規制とパッキングが十分行われることになる。

【００３４】従って、本発明によれば、磁性トナーに十
分な帯電付与が可能となると同時に、未帯電トナーの現
像剤規制体による回収効果が増加するため、帯電したト
ナーのみを安定して現像剤担持体の回転方向下流側に搬
送することが可能となる。

【００３５】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００３６】図１は本発明に係る現像装置の断面図、図
２は同現像装置の現像剤規制部での磁束密度を示す図で
ある。

【００３７】図１に示す現像装置８において、１ａは非
磁性金属部材によって構成された現像スリーブであり、
該現像スリーブ１ａは現像容器３の開口部において潜像
担持体である感光ドラム９に対向し、図示矢印方向に回
転駆動される。又、１ｂは現像スリーブ１ａの内部に配
設された永久磁石、３は現像容器、４は現像容器３内の
磁性トナーを現像スリーブ１ａ方向に搬送するための搬
送部材、５はスクレーパである。

【００３８】更に、６は磁性部材で構成される現像剤規
制体、７は現像スリーブ１ａと現像剤規制体６とで構成
される現像剤規制部の近傍に設置された永久磁石であ
る。尚、本実施例では、現像スリーブ１ａ内部の磁極Ｎ
１の配設位置を現像剤規制体６に対して回転方向上流側
に多少ずらして配置してあり、規制部での磁力線がより
密となるような構成となっている。

【００３９】一方、現像剤規制体６は、現像スリーブ１
ａに内包された永久磁石１ｂのＮ１極近傍に、現像スリ
ーブ１ａとの距離Ｗが１ｍｍ以下となるよう配置され、
現像スリーブ１ａの回転方向と同方向に回転可能に支持
されている。又、前記永久磁石７の磁極は、そのＳ極が
現像剤規制体６の方向を向くような構成となっている。

【００４０】従来の構成によれば、磁性部材で構成され
た回転可能な現像剤規制体６は、永久磁石１ｂにより図
９に示されるような極性に磁化されるが、このとき、該
現像剤規制体６の形状が円柱であるため、該現像剤規制
体６への磁力線の集中が磁性ブレードの場合と比べて減
少する。即ち、規制部における磁性密度の変化が少なく
なるため、現像スリーブ１ａと現像剤規制体６との間に
存在する磁性トナーに働く磁気力（現像スリーブ１ａか
ら現像剤規制体６へ働く力）が減少し、トナーの規制力
とパッキング力が低下する。パッキング力が低下すると
トナーへの帯電付与能も低下する。

【００４１】然るに、本実施例では、永久磁石７を規制
部近傍に設置しているため、該現像剤規制体６は、永久
磁石１ｂと永久磁石７により図２に示すような極性に磁
化される。このとき、図２に示すように、現像剤規制体
６と現像スリーブ１ａとの間の規制部における磁力線
は、永久磁石７の磁気力により回転方向下流側に歪んで
いることが分かる。つまり、現像スリーブ１ａ側から現
像剤規制体６にかけて磁束密度がより密となる構成にな
るため、規制部における現像剤規制体６方向の磁気力は
より強力となり、現像剤の規制とパッキングが十分に行
われる。このため、現像剤規制体６と現像スリーブ１ａ
との間に介在するトナーには、現像スリーブ１ａとの摩
擦帯電により十分な電荷が付与され、且つ、それに伴う
鏡映力により現像スリーブ１ａの回転方向への搬送力が
与えられる。

【００４２】又、規制部において十分電荷が付与されな
かったトナーは、現像スリーブ１ａから現像剤規制体６
へ向かう磁気力と現像剤規制体６表面との摩擦力並びに
磁性トナー間の摩擦力によって現像剤規制体６表面に保
持される。この際、現像剤規制部での規制力も従来より
も増加するため、帯電付与されていない磁性トナーは、
現像剤規制部でより強力に現像剤規制体６表面に安定し
て保持される。そして、現像剤規制体６表面に保持され
た未帯電トナーは、現像剤規制体６の回転とスクレーパ
５により現像容器３の内部に戻され、繰り返して現像に
供される。

【００４３】以上の結果、現像剤規制体６の径を小さく
することなく、現像スリーブ１ａ上に十分に帯電した磁
性トナーのみを搬送することが可能となった。

【００４４】尚、以上の実施例において示した永久磁石
７の磁極構成は上記に限るものではなく、例えば、図３
に示すように、永久磁石７のＮ極が規制部中央に向かう
ような構成でも良い。その際の磁力線も図３に示す。こ
のような極構成の場合でも、規制部における磁力線は、
永久磁石７の効果により回転方向下流側に押し込められ
ていることが分かる。このため、以上説明した実施例と
同様に、トナーのパッキングと規制が十分に行われ、現
像スリーブ１ａ上に十分に帯電した磁性トナーのみを現
像領域に搬送することが可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、磁性体を含有する磁性トナーを含む現像剤を表
面に担持する回転可能に配置された現像剤担持体と、該
現像剤担持体の内部に配設された永久磁石と、現像剤担
持体上の現像剤の塗布を規制する現像剤規制体を備えた
現像装置において、前記現像剤規制体を磁性部材で構成
してこれを前記現像剤担持体の内部に配設された永久磁
石の少なくとも１つの磁極の近傍に該現像剤担持体の回
転方向と同方向に回転可能に対向配置するとともに、該
現像剤規制体近傍に形成される磁束密度が現像剤規制体
方向及び現像担持体回転方向により密となるよう永久磁
石を前記現像剤規制体の近傍に配置したため、現像剤規
制体の径を縮小することなく規制部における磁束密度を
密にして磁性トナーへの十分な規制と帯電付与が可能と
なり、安定に帯電十分な磁性トナーのみを現像剤担持体
表面に薄層コーティングしてこれを現像領域へ搬送する
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の断面図である。

【図２】本発明に係る現像装置の現像剤規制部での磁束
密度を示す図である。

【図３】本発明の別実施例を示す磁束密度の説明図であ
る。

【図４】現像剤規制体として磁性ブレードを用いた従来
の現像装置の断面図である。

【図５】現像剤規制部での磁束密度の説明図である。

【図６】現像剤規制部でのトナーの挙動を説明する図で
ある。

【図７】回転可能な現像剤規制体を用いた従来の現像装
置の断面図である。

【図８】回転可能な現像剤規制体として磁性部材を用い
た従来の現像装置の断面図である。

【図９】回転可能な現像剤規制体として磁性部材を用い
た従来の現像装置の磁束密度の説明図である。

【符号の説明】

１ａ 現像スリーブ（現像剤担持体） １ｂ 永久磁石 ２ 磁性ブレード ３ 現像容器 ４ 搬送部材 ５ スクレーパ ６ 現像剤規制体 ７ 永久磁石 ８ 現像装置 ９ 感光ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野々村 真 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体を含有する磁性トナーを含む現像
   剤を表面に担持する回転可能に配置された現像剤担持体
   と、該現像剤担持体の内部に配設された永久磁石と、現
   像剤担持体上の現像剤の塗布を規制する現像剤規制体を
   備えた現像装置において、 前記現像剤規制体を磁性部材で構成してこれを前記現像
   剤担持体の内部に配設された永久磁石の少なくとも１つ
   の磁極の近傍に該現像剤担持体の回転方向と同方向に回
   転可能に対向配置するとともに、該現像剤規制体近傍に
   形成される磁束密度が現像剤規制体方向及び現像担持体
   回転方向により密となるよう永久磁石を前記現像剤規制
   体の近傍に配置したことを特徴とする現像装置。