JPS5855941A - 一成分系磁性現像剤による現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一成分系磁性現偉剤による現像方法に関するも
ので、よシ詳細に杜、−成分系磁性現儂剤のブロッキン
グを防止しつつ電子写真感光層と接触する磁気ブラシを
薄い一定の厚みに制御し、カプリ濃度の少ない良質な画
像を形成させるための磁気ブラシ現像方法の改良に関す
る。

商業的な電子写真法における静電像の現像には、磁気ブ
ラシ現像法が広く使用されている。この磁気ブラシ現像
法には、少なくとも一方が回転し得るように設けられた
非磁性材料から成る円周状スリーブと該スリーブ内の磁
石とから成る現像機構が使用され、このスリーブ上に磁
性現像剤を供給して磁気ブラシを形成させ、磁気ブラシ
の厚み全穂切機構等によって一定の値に制御すると共に
、磁気プツシを感光層の位置迄移動させ、静電像を有す
る感光層と磁気プツシとを摺擦させて、静電像の現ａｔ
行う。

磁性現像剤としては、磁性キャリヤーと定着性の頭重性
粉末（トナー）とＯｙ＆合物から成る２成分系現偉剤と
、磁性材料微粉末を定着性媒質中に分散させて粒子に成
形して成る一成分系（乃至はキャリヤーレス）現像剤と
の２種類が知られていることが知られている。

先ず、２成分系現儂剤では、磁性キャリヤーとトナーと
の摩擦によりトナーが帯電し、トナーはキャリヤー表面
に静電的に保持されて磁気ブラシを形成する。かくして
、２成分系現像剤は、磁気ブラシの形成が良好であると
共にその流動性も良好でろ夛、また現像の閾値は、トナ
ー及びキャリヤー間のクーロン力とトナー及び静電像間
のクーロン力との大小によって決定され、形成される画
像はカプリが少ないという利点を有する。

しかしながら、２成分系現儂剤に紘、七の一方で磁性キ
ャリヤーとトナーとの混合比を一定の範囲に維持しなけ
れば良好な画像が得られないという欠点がＴｏ９、また
、長期使用中に磁性キャリヤー表面にトナー乃至はトナ
ー中の樹脂成分等が付着蓄積して（スペント・トナーと
一般に言われる）、トナーの帯電が困難となるという欠
点がある。

これに対して、−成分系磁性現像剤では、磁性キャリヤ
ーを使用する煩わしさがなく、前述した問題はないが、
−成分系磁性現像剤では、磁気ブラシの穂を形成するの
は現像剤そのもので６９、しかも現像の閾値は、現像剤
のスリーブに対する磁気的吸引力と静電像に対するター
四イカとによって決定されるため種々の問題を生じる。

即ち、１成分系磁性ｉＡ偉剤紘単独Ｏ粉体から成るため
、温度及び湿度等の環境変化によってブロッキングを生
じ易く、スリーブ上の流動性乃至移動性が低下し、これ
Ｋよシ磁気プツシの穂立が不良となる傾向がある。また
、磁性材料が樹脂中に垣め込まれているため、現像スリ
ーブに対する磁気的吸引力が磁性キャリヤーに比して弱
（、現像に際してカプリを生じ易いという問題がある。

このため、−成分系磁性現像剤０＠像方式においては、
磁気ブラシの穂の長さが０．２乃至０．６ｍのような著
しく短い長さとなるように穂切を行ない（因みに２成分
系現像剤の磁気ブラシの穂切の長さは２乃至８ｓｏｇの
オーダーである）、現像時のカプリの発生を防止してい
る。

しかしながら、磁気ブラシの穂切の長さをこのような短
い範囲に調節することは、機械的精度の点で問題がある
ばかりではなく、穂切板とスｌ／−プとの間で現（剤の
磁気ブラシが強くこすられるため、現像剤粒子相り、の
プロツヤンｌが生じて、前述した流動性の低Ｆ及びｓ完
ち小艮等の間ＭＶ生じろことになる。

従って、本発明の目的は、−成分系磁性現像剤を使用し
、現像剤粒子のブロッキングによる流動性の低下や穂立
ち不良を生ずることなしに、感光層の現像部位に短い穂
長の磁気ブラシを供給することを可能にする現像方法を
提供するにある。

本発明の他の目的は、−成分系磁性現像剤、特に電気絶
縁性磁性現像剤の自己帯電が有効に行われ、その結果濃
度の高い画像をカプリの発生なしに形成することが可能
な磁気ブラシによる現像方法を提供するにある。

本発明によれば、少なくとも１個の現像ロールと少なく
とも１個の現像剤補給ロールとを、現像ロール上の現像
剤磁気ブラシが感光層と接触するが、現像剤補給ロール
上の現像剤磁気ブラシは感光層とは直接接触しないよう
に且つ現像ロールと現像剤補給ロールとの間に橋絡する
磁気プヲシが形成されるように配置し、 前記現像剤補給ロール上に、現像剤として一成分系磁性
現像剤を穂切機構を介して所定の厚みとなるように供給
し、 現像ロール上に形成される磁気プツシの厚みが定常状態
において現像剤補給ロール上く形成される磁気ブラシの
厚みよりも実質的に小さくなるように、−成分系磁性現
像剤１に現像剤補給ロールから現像ロールに磁気的に転
移させ、 現像ロール上の一成分系磁性現儂剤の磁気ブラシで感光
層上の静電像を現像することから成る一成分系磁性現像
剤による現像方法が提供される。

本発明を添付図面に示す具体例に基づき以下に詳細に説
明する。

本発明に用いる現像装置の一例を示す第１図において、
電子写真感光層１を表面に備えたドラム状支持体２が回
転可能に設けられており、この感光層１の移動面に沿っ
て、全体としてるで示す現ｆ象装賃３が設けられている
。この現オ装置６は、−成分系磁性現像剤４を収容する
タンク乃至はホッパー５と、現像機構収容部６とから成
っており、この現像機構収容部６には、現像ロール７と
現像剤補給ロール８とが収容されている。

現像ロール７Ｆｉ、非磁性材料から成る円周状のスリー
ブ９と該スリーブ内に収容された多数の極を有する磁石
１０とから成り、それらの少なくとも一方が軸のまわり
に回転し得るように設けられている。現像剤補給ロール
８も同様に、少な（とも一方が回転し得る非磁性円周状
スリーブ１１と該スリーブ内の磁石１２とから成ってい
る。

かくして、現像ロールＺ上に供給される現像剤は磁気ブ
ラシ１３を形成し、また現像剤補給ロール８上に供給さ
れる現像剤は磁気ブラシ１４を形成する。これらの磁気
ブラシ１３及び１４は、スリーブ回転のときはスリーブ
と同方向に回転し、また磁石回転のときは磁石と反対方
向に回転する。

本発明においては、現像ロール７と現像剤補給ロール８
とを、現像ロール７上の磁気ブラシ１６が感光層１と接
触するが、ｉＡ儂剤補給ロール８上の磁気ブラシ１４は
感光層１とは直接接触しないようにしかも現像ロール７
と補給ロール８との近接位置において磁気ブラシの橋絡
１６が生ずるように、配置する。

現像剤収容ホッパー５の下端は現像剤補給ロールに向け
て開口しておシ、この開口部の磁気ブラシ排出側には、
穂切機構１５が設けられておｐ。

ｆＡ偉剤は所定の厚み乃至は最密部の穂切長ｄ、となる
ように現像剤補給ロール８上に供給される。

第１図に示す具体例において、補給ロール用の磁石１２
及び現像ロール用の磁石１０は、磁気ブラシ１６と１４
とが接する位置乃至は合流する位置１６において、異極
同志（Ｓ−Ｎ）が対向するような位置関係で固定されて
お夕、補給ロール用スリーブ１１が時計方向に及び現像
ロール用スリーブ９が反時計方向に共に等しい円周速度
で回転されるように設けられている。かくして、補給ロ
ール８に供給される現像剤の磁気ブラシ１４は１補給ロ
ール８上を時計方向に移動し、磁気プツシの接触位ＩＮ
６において現像ロール７上に転移して磁気ブラシ１６を
形成し、この磁気ブラシ１６は現像ロール７上を反時計
方向に移動して、静電像を有する感光１ｍ　１と摺擦し
、静電像を現像する。

本発明においては、この際現像ロール７上に形成される
磁気ブラシ１６の最密部の厚み（ｄ、）が定常状態にお
いて補給ロール８上に形成される磁気ブラシ１４の厚み
（ｄ、）よりも実質的に小さくなるように、補給ロール
８から現像ロール７への現像剤の転移を行う。

本発明においては、上述した特徴により、−成分系現像
剤の使用に関して極めて著大な利点が達成される。先ず
、本発明によれば、補給ロール８上に供給する磁気ブラ
シの厚み（ｄ、）がかなり大きい場合にも、実際に感光
層１と接触する現像ロール７上の磁気ブラシの厚み（ｄ
、）を十分に小さい範囲、 ０．２乃至１．５ｇｍ、特に０．３乃至０．８酊の範囲
に抑制することができる。しかして、既に前述した通り
、現像ロール上で直接穂、切板で上記の薄い厚みに磁気
ブラシの穂切を行うことは機械的精度の点で多くの困Ｓ
を伴うばかりではなく、このような微小厚みの穂切を行
うときには穂切板と現慣用スリーブとの間で現像剤が強
くこすられ或いは圧接され、これによシ現儂剤粒子の著
しいブロッキングが生じ、その結果として現像剤の流動
性低下や穂立ち不良等のトラプルを生じる。これに対し
て、本発明によれば、現像剤粒子相互に強いこすやや圧
接が生じないような温和な条件下で、即ち広い間隙（ｄ
、）で補給ロール上での磁気ブラシの穂切が行われ、し
かも最終ｉＡ儂ロール上の磁気プツシの厚み（ｄｍ）は
、補給ロールと＠偉ロールとの間における磁性現像剤の
磁気的転移乃至は磁気的分割によって、機械的外力なし
に行われるため、現像ロール上の磁気ブラシの厚さの調
節が精度良＜、シかも磁性現像剤のブロッキングを生じ
ることなしに好都合に行われる。

しかも、本発明によれば、−成分系磁性現像剤の摩擦帯
電電位を従来のものに比して増加させ、濃度の高い画像
を形成させ得るといり利点も達成される。即ち、−成分
系の電気絶縁性磁性現ＩＩ！刑の場合には、導電性の磁
性現像剤とは異なり、現像剤粒子が相互に摩擦し帯電す
ることによシ現像に必要な電荷を得なければならない。

この摩擦帯電は、現像スリーブ上を現像剤粒子の磁気ブ
ラシが回転しながら移動することにより行われる。従来
の現像方法においては、磁気ブラシの穂切位置から感光
層現像成造の磁気ブラシの移動距離は多くの場合現像ス
リーブの円周の竹以下である。本発明においては、既に
述べた通り、現像剤磁気ブラシの移動距離を、補給ロー
ルの穂切位置から補給ロールと現像ロールとの閣の転移
位置を経て現像ロールによる感光層の現像成造の長い距
離とし、従来の方法の少なくとも２倍とすることが可能
となり、現像剤粒子相互の摩擦帯電をより有効に行うこ
とが可能となる。

従来、現像剤の磁気ブラシを保持するロールの複数本を
一成分系の絶縁性磁性現像剤による静電像の現像に用い
ること自体は知られている。例えば、特開昭５５−５０
２７４号公報の現像装置は、直接現像ロールに現像剤を
供給し、他の磁気ロールで現像ロール上の磁気ブラシの
穂切りｔ行うのに対して、本発明では、現像剤は穂切機
構を介して補給ロール上に一旦供給され、次いで補給ロ
ール上の現像剤を現像ロールに磁気的に転移させている
点で両者は相違する。また、米国特許第４．２６６，８
６８号明細書の装置では、２個の磁気ブラシ支持ロール
を何れも感光層と接触させているのに対して、本発明で
は現像剤を穂切機構【介して供給する補給ロールの磁気
ブラシは感光層とは接触させず、補給は−ルから現像剤
の補給を受ける現像ロールの磁気プツシのみを感光層と
接触させている点で、両者は相違する。本発明によれば
現像に現像剤補給ロールと現像ロールとの前述した組合
せを用いることＫより、トナー粒子のブロッキングを防
止しながら、現像ロール上の磁気ブラシの穂長を正確に
制御し、且つ現像剤の移動路を長くとって現像剤粒子の
摩擦帯電量を増大させ得る。

本発明の好適なへ体例では、補給ロール用の磁石１２を
現像ロール用の磁石１０よりも大きい磁力を有するもの
を使用し、両磁石１０．１２の磁力の均衡点Ａが両ロー
ル７．８の間でしかも現像ロール７側に近接した位置と
することにより、前述した厚み比の磁気ブラシの形成１
に：可能とする。

よシ詳細に説明すると、両磁石１０及び１２の磁力が等
しい場合には、磁気ブラシ１６及び１４の合流点７１６
では、磁気ブラシの厚みがはｔ″！′等しくなるような
磁気ブラシの引きちぎシ乃至は分割が行われる。しかし
て、このような方式では、現惨開始に際して、現像ロー
ル７にょる現像部位で感光層１１１１に移行して消耗さ
れる現像剤量に比して、補給ロール８から現像ロール７
に移行する現像剤量が多いため、定常状態においては、
補給ロール８上の磁気ブラシ４の厚みと現像ロ−ル上の
磁気ブラシ１６の淳みとはほぼ等しくなるのを避は得な
い。これに対して本発明においては、補給ロール８の磁
石１２が現像ロール７の磁石１０よシモ大きい磁力を有
するようにすることによって、磁力の均衡点Ａが現像ロ
ール７に近接した位置に形成され、合流点１６で磁気ブ
ラシの分割が現像ロール側で薄く、補給ロール側で厚く
なるように常に制御されることになる。

本発明において、磁気ブラシの合流点での分割は、ｄ、
の厚みが前述した範囲となり、且りｔＬ／ｄ、の比が１
．２乃至５、特に１．５乃至３の範囲となるように行う
のがよい。

現像ロールの磁石は、カプリ防止、現像剤飛散の見地か
らは、一般に５００乃至１０００ガウスの磁束密度を有
するべきで６１．一方補給ロールの磁石は前述した見地
から現像ロール用磁石の磁束密度の１．２乃至３倍の磁
束密度ｔＶするべきである。

現像用スリーブ９の円周速度は現像域１７に十分な現像
剤の供給が行われるようなものでｌ）、一般に感光層１
の円周速度の０．９乃至２．５俺の範囲が好適である。

一方補給用スリーブ１１０円周速度は現像用スリーブ９
のそれと同じであってもよいが、本発明の現像方式では
、補給ロール用の磁石１２の磁力が大となっているため
、このスリーブ１１の円周速度を増大させても現像剤の
飛散が少なく、従って補給用スリーブ１１の円周速度を
現像用スリーブ９の円周速度の１乃至１．５倍とし、こ
れによシ現偉剤の摩擦帯電を補給ロール上で有効に行わ
せることが可能となる。

尚、第１図に示すように、現慣用スリーブ９の移動方向
と感光層１の移動方向を接線の位置で同方向とした場合
には、中間調の再現性に優れた現ｆｌが行われ、両者の
移動方向が接線位置で逆方向である場合には線ＫＩＩ！
（硬調）の現像が行われる。

本発明方法に好適に使用される現像剤は、−成分系絶縁
性磁性現像剤と呼ばれるものであり、電気絶縁性の定着
性樹脂媒質に四三酸化鉄（マグネタイト）のような磁性
材料粉末を、必要により荷電制御剤、着色料と共に分散
させ、分散混線組成物を粉砕し、篩分けすることにより
得られる。定着性樹脂媒質と磁性材料粉末とは、３５：
６５乃至６５　：　５５の重量比にあるものがよく、且
つその体積固有抵抗は５Ｘ１０”乃至１ＸＩＯＩ’Ω−
１の範囲にあるものがよい。

適蟻な一成分系絶縁性磁性現儂剤は、本発明者等の出願
にかかる特開昭５５−８８０７０．ｑＩＩｌ［昭５４−
１６７５９４、特願昭５４−１６７５９５、特願昭５５
−２６０６、特願昭５５−１２０６８９、特願昭５５−
１６５８２７、等に記載されたものである。

本発明は、以上説明した磁石固定−スリーブ回転方式の
現像方式のみならず、磁石回転方式の現像方式にも適用
できる。この場合には、現像ロール用磁石１０及び補給
ロール用磁石１２の一方を駆動し、他方を自由回転可能
にして、合流点１６において、常に両磁石異極同志の対
向が生ずるようにすることが必要である。磁石を回転さ
せる場合、スリーブ９及び１１は回転させずに固定させ
てもよいし、スリーブ９及び１１を磁石の回転方向と逆
方向に回転させてもよい。

本発明において、補給ロール８と現像ロール７とは、そ
れらのスリーブ及び磁石が同一寸法を有するものであっ
てもよ（、また夫々が異なり九寸法管有するものであっ
てもよく、前述した条件を満足する限や特に制限を受け
ない。

また穂切機構１５としては、穂切板（ドクター）の他に
、ローラ状の穂切板を使用しても同等差支えない。

更に、図面に示した具体例では、１個の現像ロールと１
個の補給ロールとが使用されているが、第一の補給ロー
ル、第二の補給ロール及び現像ロールの順に現像剤が転
移するようにして、磁気ブラシの厚みの規制を一層厳密
に行うこともできる。

本発明を次の例で説明する。

実施例 第１図と同様な現像装置に於いて、マグネットロール１
２は１０００ガウス、同１０は７００ガウスの磁束筐度
を有する８極の磁極を均等配置したものを用い、スリー
ブ９と１１は外径６２ＩＤＩのステンレス製であり、上
記のマグネットロールを内部にスリーブとは独立して回
転しうるように構成し内設しである。スリーブ９．１１
上に形成された磁性トナ一層は図中矢印１８．１９にボ
す方向に回動する。ここに用いるａ性トナーは、例えば
特開昭５５−８８０７０号公報記載のものを例示できる
。磁性トナー補給ロール８の上に磁性トナー供給用ホッ
パーを近接配置し、そのホッパーの一端を該トナーの穂
切り板（ブレード）とすることが出来、この場合スリー
ブ１１表面と穂切シ板のスキ間を１５ｇ＋ｗと設定した
。又現像−−ル７と補給ロール８間のクリアランス全１
．６關とし、スリーブ９０回転方向を矢印の向きに、内
部のマグネットロール１０はその反対方向に回動させ、
スリーブ１１は時計方向に回動させた。この時１２のマ
グネットロール回転向きは反時計方向となつ九。

現像ロール７上の磁性トナ一層１６線、骸ローラースリ
ーブ表面と感光体（ドラム２）のクリアランスを０．６
ｆｌとした場合に、軽く感光体表面を摺擦し、その時の
最密部の穂長ｄ、は約０．８ｍｍで６つ九。

磁性トナー４は補給ロール８上で層の廖み規制を受ける
が、トナーの粒子径（５乃至３５きクロン）に比べ１．
５ｍと非常に広い厚み規制である為、安定したトナ一層
を形成出来、また形成されたトナ一層１４はマグネット
ロール１０とマグネットロール１２間の磁力配分により
分割され、安定かつ均質なトナ一層１３を現像ロール上
に形成する結果、常に高濃度な静電潜像に忠実なトナー
像を感光体上に現像することが出来る。従って初期コピ
ー品質を維持したｔｔｓｏｏｏｏ枚のコピーを行うこと
が出来た。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に用いる現像装置の配置図であシ、 引照数字１は感光層、４は現像剤、７は現像ロール、８
Ｌ補給ロール、９．１１はスリーブ、１０．１２蝶磁石
、１６．１４は磁気ブラシ、１５は穂切機構、１６は磁
気ブラシの合流点、１７は現像域を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　少なくとも１備の現像向−ルと少なくと４１
   個の現像剤補給ｐ−ルとを、現俸−−ル上ＯＩＡ儂剤磁
   気ブラシが感光層と紘接触するが、現像剤補給ロール上
   の現像剤磁気プツシは感光層と拡′直接接触しないよう
   にしかも現像−一ルと現像剤補給シールとの間に磁気ブ
   ラシの橋絡が生ずるように配置し、 前記現像剤補給ロール上に、現像剤として一成分系磁性
   現像剤を穂切機構を介して所定の厚みとなるように供給
   し、 現像ロール上に形成される磁気プツシの厚みが定常状態
   において現像剤補給ロール上に形成される磁気ブラシの
   厚みよｐも実質的に小さくなるように、−成分系磁性現
   像剤を現像剤補給−−ルから現ｆｓａ−ルに磁気的に転
   移させ、 現像ロール上の一成分系磁性現儂剤Ｏ１ｌ気プ２シで感
   光層上の静電像を現像することから成る一成分系磁性現
   像剤による現像方法。 ■　前記現像ロール及び現像剤補給ロール゛の各々は、
   少なくとも一方が回転し得るスリーブとスリーブ内Ｏｉ
   ａ石とから成）、前記現像剤補給ロールの磁石は現像ロ
   ールの磁石よりも大きい磁力を有し、 前記両磁石の磁力の均衡点が両ロール間でしかもＩＡ僚
   ロール側に近接した位置に形成され、これによ）前述し
   た厚みでの一成分系磁性現像剤の転移が行われる特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ■　補給−−ル上の磁気ブラシの厚み（ｄｌ）と現像ロ
   ール上の磁気ブラシの厚み（ｄｍ）とがｄ、＝　０．２
   乃至１．５■ ｄ　ｔ／　ｄ　ｔ＝　１−２乃至５ となるように現像剤の磁気的転移を行う特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の方法。