JPS60252379A - 静電像現像装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子写真記録や静電記録における電圧的な潜像
を可視化する現像方式に関する。

〔発明の背景〕

電子写真や静電記録では静電荷像や電気抵抗の変化にも
とづく導電性パターン像等の静電潜像を可視化するため
に着色粒子（トナー）を該潜像にもとづく静電力を用い
て吸引付着せしめる現像′方法を採用している。中でも
潜像を現像する現像剤としてトナーと磁性をもつキャリ
ア粒子とからなる２成分現像剤が広く用いられている。

この現像剤では通常磁性キャリアとして３０〜５００μ
ｍの平均粒径をもつ酸化鉄粉、フェライト粒子を、トナ
ーとして平均粒径５〜３０μｍの着色粒子を一定混合比
でまぜ合せたものを用いている。これを磁極をもつ現像
ロールに磁気力で吸引付着せしめて磁気ブラシを形成し
、該磁気ブラシを電気的潜像に接触又は近接せしめて現
像剤中のトナーを記録体表面に付着せしめることで可視
化する。

かかる現像法では現像剤中のトナー濃度を精度良く検出
制御しないと安定な画像が得られないこと、現像中にキ
ャリアやトナーが現像機外シこ飛散し記録装置を汚すこ
と、記録体表面にトナーのみならずキャリアもしばしば
付着し画像欠点を引きおこしたり、記録体を傷付ける等
の不都合があつた。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来欠点をなくし、トナー濃度の精密コ
ントロールを不要とし、現像剤の飛散や記録体へのキャ
リア付着の生じない現像装置を提供する。

〔発明の概要〕

この目的を達するため本発明では現像剤搬送構体の内側
に３極以上の固定磁石体を設け、この固定磁石体部の現
像搬送構体上で現像剤を搬送移動し、かかる間に現像剤
中のトナーを搬送構体表面に付着せしめ、しかる後この
付着したトナーを潜像を有する記録体表面に近接又は接
触し現像するとともに現像剤を進運してくり返すように
したものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の実施例である。記録体１は基本２上に
絶縁体や光導電体の如き潜像形成体層３より成り、電気
的潜像が形成されている。本発明現像装置４は大別して
補給用トナ一槽５、現像剤槽８、現像ロール１１の三つ
の系から成っている。

補給トナ一槽５の内の補給トナー６は、トナー補給ロー
ル７から、現像剤９中のトナーの消費に従って間欠的に
現像槽８中に投入する。現像剤９は前述した様に磁性キ
ャリアとトナーとがら成る。

トナーはその電気的性質として導電性、絶縁性、荷電性
いずれの場合も選択しうるが、絶縁性で荷電型のトナー
即ち一般に荷電型トナーといわれているものが好適であ
る。また磁気的性質として非磁性型、磁性型のものが使
用できるが磁性型の場合は磁性キャリアの磁性より弱い
のが好ましい。

現像剤中のキャリアとトナーの混合比は、現像剤の材料
、現像速度等により一概に決定できないが１００：１〜
１：Ｉ００程度の広い範囲がとりうる。特にトナーが磁
性型の場合トナーの割合を多くすることができる。非磁
性型トナーの場合混合比を１０＝１〜１：１とした場合
、後述する現像ロール１１に対するトナー付着量が多く
なるとともに、トナー飛散を低く押えたり、トナー”混
合比を正確に制御する必要がない点や現像剤の搬送性か
ら好ましい。現像剤槽中の撹拌フィン１ｏはキャリアと
トナーの混合を良くし、かつ現像剤を現像ロール側に搬
送せしめる役目をもつ。この撹拌フィンは現像剤の量、
進運特性、現像速度との兼ね合いから必ずしも必要では
なく省略することが可能である。現像剤槽底部の現像剤
は磁石１２の磁極Ｓ１に引きつけられ現像ロール１１表
面に吸着する。現像ロールは非磁性導体である。しがし
て、磁石１２は固定されており、現像ロール１１は矢印
の方向に回転しているので、回転にともない現像剤は現
像ロール表面を磁極Ｓ　１１　Ｎｌ　ｔＳ１２に吸引さ
れながら移動、搬送される。このとき、現像ロールに対
向して、非磁性電極構体１３が設置されており、この構
体１３と現像ロール１１表面との間隙を現像剤は搬送さ
せられる。従って電極構体としては図示せる様に搬送現
像剤量を規制し、なおかっ、その後の搬送が円滑に行わ
れる様に規制ギャップより一旦やや広くし、後半部で規
制ギャップとほぼ等しくなるようにするのが好ましい。

また、規制部は”Ｉ　Ｆ　Ｎｌの磁極間のうちややＳ、
側に寄せた方が、現像剤に対する負荷が少なく好適であ
る。かかる構成において磁極の数は３極以上必要で２極
では現像剤の円滑な搬送と進運は行われ難い。このよう
にして現像ロール１１上を移動した現像剤は磁石上端部
で、現像ロール１１への吸着力がなくなるので、現像ロ
ール１１に近接したスクレーバ１４ではぎとられ重力に
より、電極構体１３の背面部に沿って落下する。電極構
体１３は非磁性体で、磁力がその背面部では減ぜられる
様約１０ｍｍ以上の厚さをもたせておくことが必要で、
このようにすることで、現像剤は電極構体に磁気的に吸
着することなくスムーズに落下し、底部に到り再び現像
ロール表面に吸着搬送する進運サイクルを行わしめるこ
とができる。

現像剤中のトナーは、現像ロール表面を搬送される間中
に現像ロール１１表面に電気的に付着しトナー薄膜を形
成する。トナーが荷電型トナーである場合には電荷のク
ーロン力により外部からのバイアス電界なしでも現像ロ
ール表面に付着するが、図示する様に外部バイアス電源
１６により電圧を印加し、現像ロール表面への現像効率
を上げることが好ましい。

上述のようにして現像ロール１１表面上に付着したトナ
ーは現像ロールの回転につれ、記録体１の表面に近接又
は軽く接触することにより記録体の有する電気的潜像を
現像する。この際、現像特性を調節するためのバイアス
電圧を現像ロールと記録体との間に印加するのが好まし
い。そのためのバイアス電源１５は、交流、直流、或は
両者が重畳したものを公知の手段により適宜選択、調整
すれば良い。

本例では現像ロール１１、電極構体１３は導電性の非磁
性体で述べたが、非磁性で、電界が印加形成されるもの
であれば他のものであっても差しつかえない。例えばプ
ラスチックス表面を導電処理をしたものでも良い。また
導電性非磁性体表面に絶縁性被覆を施したものであって
も良い。さらにトナーを担持するものとして現像ロール
１１の代りにベルト状のものを使っても良いことは無論
である。

以上の如く本発明によれば、キャリアとトナーとからな
る２成分の磁性現像剤を３極以上の磁極をもつ磁石の磁
力を利用し現像ロール表面を搬送せしめ、その間に現像
ロール表面にトナーを付着せしめるものであるから現像
ロール表面へのトナー付着効率も良く、また現像剤は磁
石近傍において進運するものであり、使用現像剤量も少
なく、またトナーキャリアの飛散もすくなく１．小型低
コストな現像機を構成できる。さらに現像にががる負荷
も少なく、キャリアの使用経過にともなう特性変化が少
ない上、その影響がトナーの荷電特性にさほど及ぼさな
いため画質が安定で、キャリアも長期の使用に耐えるこ
とができる。即ち長寿命となる。

また本現像装置番二つかう現像方式は、従来のごとくキ
ャリアとトナーとの混合物である現像剤を記録体表面に
近接又は接触せしめるものではなく、現像剤中のトナー
のみを現像ロールに一旦付着せしめて現像するものであ
るから、キャリアとトナーの混合比の変化は画質に対し
て従来方式程影響を与えることはなく、混合比の正確な
検出制御を必要としない長所をも有する。また、本現像
装置は小型化が可能な上、非接触現像ができるのでカラ
ー電子写真記録の現像に適する。

第２図は本発明の他の実施例で、第１図における磁石１
２の磁極構成を変えたもので本実施例の磁石１７は４極
構成で、搬送してきた現像剤をスクレーパ１４で現像ロ
ールから分離する際、分離しやすくなる様Ｓ１２と同極
の磁極Ｓ３を設けたもので、このようにすると反撥磁界
が生じ現像剤はロールから離れやすくなる。さらにＳ３
の近くに磁性体１８を近接して設けるとスクレーパ１４
と現像ロールとの間隙をくぐって、万一現像ロール上に
キャリアが付着残留していても、Ｓ３と磁性体１８とで
作る磁界でトラップされ、現像部にまで達しない。その
ため現像ロールと記録体との間にキャリアがかみ込み、
記録体を傷つけたり、キャリアが記録体に付着し記録体
上のトナー像を受像紙に転写する際に転写抜けを発生せ
しめるような不都合が生じなくなる。

第３図は、更に他の実施例で第２図における効果を現像
ロールの外側に設けたＳ２磁極と同極性の磁性Ｓ３をも
つ磁石１９で行わしめるようにしたものである。磁石１
９は反発磁界の形成とスクレーパを万が−くぐり抜けた
キャリアを磁石１９に吸着せしめてしまう効果を出し、
しかもその吸着したキャリアは磁石１９を現像機から引
き抜き清掃することで容易に取り除けるので保守点検が
しやすい長所をもつ。

第４図は高速現像をするため現像ロールへのトナー付着
効率を高める目的で第１図における現像剤搬送用磁極を
４極とした磁石２０とした上、上部に現像ロールから現
像剤を分離しやすくするための羽根車２２を設け、さら
に第３図で説明した効果をもたせるための磁石２１を設
置したものである。

第５図は本発明の更に他の実施例で、現像剤量を多くし
、現像剤の交換同期を長がくすることを目的としたもの
で、現像ロールの他に現像剤槽中の現像剤を搬送、撹拌
、進運せしめるためのロールを有するもので、これは固
定磁石ロール２４と非磁性回転スリーブ２３から成る。

現像剤を吸着搬送せしめ、上部現像ロール内の磁石２６
の磁極Ｓ３の近くまで現像剤を運ぶ。スリーブ２３から
現像ロールへの現像剤の受け渡しを良くするためスリー
ブ２３から現像剤をひきはがすスクレーパ２５が設けて
あり、分離された現像剤のうち必要量だけ現像ロール側
に移り、一部は再び現像剤中に落下する。磁石２７は第
３図で説明した効果をもたせるためのものである。非磁
性スリーブ２３にも現像剤中のトナーが付着するがこれ
は系全体に重大な影響を与えないが長期にわたる使用中
における温度上昇等によりスリーブ表面にトナーが固着
することをさけるには、スリーブ２３が導電性である場
合には、トナーのもつ電荷極性を逆極性の電圧を印加す
るか、絶縁性のスリーブを採用すると良い。

上述第１図〜第５図の実施例において説明（た電極体１
３と現像ロールのギャップは使用する現像剤とくに磁性
キャリアにもよるが１〜１０ｍｍの範囲が使用でき２〜
５ｍが良好である。また現像ギャップ（記録体と現像ロ
ールのギャップ）は１ｍ以下好ましくは機構部の精度も
考慮した場合０．２〜０．５＋ｎｍが良い。

〔発明の効果〕 以上の如く本発明は、２成分磁性現像剤を３極以上の磁
極をもつ固定した磁石の磁気力を利用し、現像剤搬送担
体の移動にともなく搬送担体上を搬送せしめる間に、こ
の搬送担体表面にトナ一層を形成せしめた後電気的潜像
に近接又は接触せしめ現像する一方、搬送した現像剤は
搬送担体から分離進運せしめて使用する現像装置である
。それ故、本発明によ熟ば、現像剤中のトナー混合比の
管理が容易であり、トナーやキャリヤの飛散が少なく、
現像剤の長寿命化、／ＩＮ型低型入コスト像機の実現が
可能であり、カラー画像の形成を始めとする高画質な画
像をうろことができるなど多くの長所を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明にもとづ〈実施例を説明する図
である。 ｌ・・・記録体、６・・・トナー、９・・・現像剤、１
１・・・現像ロール、１２・・・磁石、１３・・・電極
構体、１５゜１６・・・バイアス電源。 代理人　弁理士　高橋明夫 第４区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電気的潜像に着色粒子を付着せしめて可視化する現
   像装置におりて、着色微粒子を移動する可搬体の内側に
   ３極以上の磁石体を固定し、この磁極に磁性キャリアと
   着色微粒子とから成る二成分現像剤を吸着せしめ、該可
   搬体の移動に従い現像剤を搬送するとともに、該搬送中
   に着色微粒子を可搬体表面に付着せしめ、しかる後現像
   剤を可搬体から分離し、着色微粒子のみを可搬体表面に
   付着せしめたまま記録体表面に近接又は接触し現像する
   とともに該現像剤は巡還してくり返し使用することを特
   徴とする静電像現像装置。