JPS6051862A - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、表面に潜像が形成されている像担持体に現像
剤を付着させてその潜像を現像する現像装置に関するも
のである。

［発明の技術的背景とその問題点］ 現像は例えば静電潜像を形成している電荷と電位差を有
すべく帯電されたトナーと呼ばれる着色微粉末が、静電
潜像に静電的に吸引されることにより行なわれる。現像
剤としては、粉体のトナーのみ又はこのトナーの外表面
にＳｉＯ２などの外添加物を付着させたものからなる一
成分現像剤の他に、粉体であるトナーとキャリアと呼ば
れる磁性粉または樹脂、ガラス等の微細な粉末とを混合
してなる二成分現像剤とがある。二成分現像剤において
はトナーはキャリアとの摩擦によって帯電され、トナー
の帯電が確実に行なわれる。その反面、現像濃度を一定
に維持するために、トナーとキャリアとの混合比すなわ
ちトナー濃度を常に−定に維持しておかなければならな
い。−成分現像剤は、このようなトナー濃度の管理が不
必要であり、その取扱いの簡便さにおいて二成分現像剤
に勝っている。

一成分現像剤は非磁性と磁性とに区別される。

非磁性現像剤は、一般に、樹脂粉末にカーボン等の着色
剤を混合させたものであり、磁性現像剤はこれに磁性粉
を混入させたものである。

−成分現像剤を使用する従来の一般的な現＠装置は、特
公昭４”ｌ−９４７５号公報に記載されているいわゆる
非接触現像法と呼ばれる−しのの応用で、例えば像担持
体と現像剤担持体上の現像剤層とを離間保持して対向さ
せ適宜なバイアスを印加して画像部のみに現像剤を飛翔
往しめるようにしたものである。この現像法は■電気絶
縁性もしくは高抵抗の現像剤を使用することができるた
め、転写工程において転写不良等の問題が発生しない、
■非画像部にかぶりを生じない等の利点を有しており、
他の方法にくらべ優れた特徴をそなえている。この方法
によって静電潜像の現像を行なう場剤担持体との間隔は
できるだけ狭くしなければならず、必然的に現像剤担持
体上の現像剤層は極めて薄い厚みの均一な薄層とするこ
とが望ましい。

このような現像剤の薄層を形成する手段として例えば内
部に磁界発生手段を有する現像剤担持体を使用し、この
担持体上に磁性現像剤の薄層を形成する方法が特開昭５
４−４３０４７号等に開示されている。この方法によれ
ば磁性現像剤の均一な薄層を安定に形成することが可能
であり、したがって前述の非接触現像法によって良好な
顕像を得ることができる。しかしながら磁性現像剤を現
像剤担持体表面に拘束し、ておくのは磁界発生手段によ
る吸引力であるので、磁性現像剤には体積で約３０％以
上の磁性粉を含有させなければならず、このために現像
剤の彩色性が悪くなりカラー現像には不適当であるとい
う重大な欠点があった。さらに磁性現像剤は非磁性現像
剤に比べて高価であるのでランニングコストが高くなり
、しかも磁性現像剤の搬送途上においては常に磁界発生
手段による吸引力で磁性現像剤を現像剤担持体上に拘束
しておかなければならないので磁界発生手段が大型にな
り装置の軽量小型化が困難であるという問題があった。

これに対し、非磁性現像剤を用いた非接触現像法は、上
記問題点をことごとく解消する理想的な現像法であると
言えるが、現像剤担持体表面に弾性体を圧接しこの圧接
下に進入してくる現像剤を摩擦帯電して現像剤担持体表
面に静電的吸引力で塗布するがゆえに、均一な現像剤の
薄層を現像剤担持体表面に安定に形成することが困ｌｉ
であるとともに弾性体の圧接部近傍から現像剤が漏れて
しまうことを十分に防止することができないという問題
があった。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、非磁性現像剤を用いた非接触現像の
問題点と磁性現像剤を用いた非接触現像の問題点とを解
消することであり、カラー現像に適し、しかも現像剤担
持体の表面に圧接可能に配コされた弾性体によって摩擦
帯電された現像剤を現像剤担持体表面に均一に塗布する
ことができるとともに弾性体の圧接部近傍から現像剤が
漏れてしまうことを防止することのできる現像装置を提
供することである。

［発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、非磁性トナーに磁
性粉を含有して成る一成分系の現像剤を表面に担持して
搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に弾
性的に圧接可能であってこの圧接下に進入して（る現像
剤を前記現像剤担持体表面に塗布する弾性体とによって
現像装置を構成したものであり、上記−成分系の現像剤
は磁性粉を含有していても彩色性は良好であるのでこの
現像剤を使用できる本装置はカラー現像に適用すること
ができ、しかも弾性体と現像剤担持体との間に進入して
くる現像剤は磁界発生手段の磁力によって現像剤担持体
表面側に吸引されるので、現像剤担持体による現像剤の
搬送力が増加され現像剤の均−帯電及び均一塗布が達成
されるとともにその磁力によって現像剤が拘束され漏れ
防止も達成されることになる。

［発明の実施例］ 以下図面を参照しながら本発明の現像装置について説明
する。

先ず本発明の現像装置を適用した画像形成装置例えば複
写機について説明する。第１図は該複写機の概略断面図
である。図において１で示すものは複写機筐体であり、
そのほぼ中央部には表面に静電潜像が形成される像担持
体例えばセレンなどから成るドラム状の感光体２が回転
可能に配置され、その周側部には、往復水平移動する原
稿台３に載置された原稿を光学的に走査して感光体表面
に原稿の像を結像させるためのランプ４及び収束性光伝
送体５と、原稿の像を結像させる前に感光体２の表面を
除電するための除電ランプ６及び除電後に感光体２の表
面を均一に帯電させる帯電器７と、感光体２の表面に形
成された静電潜像に現像剤を選択的に飛翔させてその静
電潜像を現像する本発明に係る現像装＠８とが設けられ
ていて、感光体表面には顕像が形成されるようになって
いる。そして前記複写１１４１体１の一側部（図におい
て右側部）には給紙部１０が設けられていて、例えば側
部より着脱自在な給紙カセット１１と、この給紙カセッ
ト１１に収納されている用紙Ｐの叢上層のものに転接し
てこれを先方へ送出する給紙ローラ１２と、手差給紙用
の手差給紙ガイド１３と、この手差給紙ガイド１３から
挿入された用紙を先方へ搬送する搬送ローラ１４とによ
って構成されている。そしてこの給紙部１０から給紙さ
れた用紙はレジストローラ１５によって搬送タイミング
がとられて前記感光体２に摺接するごとくに搬送される
ようになっている。搬送されてくる用紙の近傍であって
感光体２の周側部には、転写前チャージャ９と、顕像を
構成する現像剤を用紙に転写する転写チャージャ１６と
、転写後に用紙を感光体２から剥離する剥離チャージャ
１７とが設けられている。さらに現像剤の転写を受けた
用紙は、搬送ベルト１９で搬送されて定着装置２０に案
内され、この定着装置２０を構成しているヒートローラ
対２１の圧力と熱とによって現像剤の定着が行なわれ、
その後排紙ローラ対２２でトレー２３に排紙される。

次に上記現像装置８の詳細について説明する。

第２図は現像装置の概略斜視図、第３図は同現像装置の
概略断面図である。この現像装Ｆ’１．８は、例えば非
磁性トナーに体積で１０％以下の磁性粉を含有して成る
一成分系の現像剤を使用づるものである。一般に黒色、
褐色以外の色の磁性現像剤（いわゆる磁性のカラー現像
剤）の彩色性の悪化はそれに含まれる黒褐色の磁性粉に
原因があることが知られている。そこで磁性粉を全く含
まない有彩色の非磁性現像剤に対する光反射率を１００
％としたとき同色の現像剤に含まれる磁性粉の爪によっ
て反射率がどのように変化するかを調べた結果第４図に
示すグラフを得ることができた。なお反射率の測定に際
してはは基準となる有彩色の非磁性現像剤の色を有する
色フィルタを使用した。

そして反射率の異なる種々の現像剤と基準となる有彩色
の非磁性現像剤とを目視比較したり、実際にカラー現像
をして形成された画像の彩色性について比較した結果、
彩色性という観点からすれば反射率が２５％以上の現像
剤であれば右彩色の非磁性現像剤に対して見劣りしない
ことがわがった。

したがって反射率が２５％以上の現像剤すなわち磁性粉
の体積含有率が１０％以下の有彩色の現像剤であれば彩
色性という点ではカラー現像に好適であるという結論を
得ることができた。そして本現像装置８は、離間配置さ
れたバックフレーム３０とフロントフレーム３１との両
側部にサイドフレーム３２．３３が取付けられて現像装
置用筐体３４が構成され、その上端開口部３４Ａには現
像剤を補給するための開閉自在な蓋体４１が設けられ、
下端開口部３４Ｂ近傍には現像剤を表面に担持して搬送
する現像剤担持体例えばアルミニウム又はステンレスな
どから成る現像ローラ３５が回転可能に前記両サイドフ
レーム３２．３３に枢支されている。さらに、前記フロ
ン［・フレーム３１と現像ローラ３５の間には、この現
像ローラ３５に圧接可能であってこの圧接下に進入した
現像剤Ｔを摩擦帯電して現像ローラ３５表面に塗布する
弾性体例えばシリコンブタジェンゴム（硬度４０度〜４
５度）、ウレタンゴム、ステンレス、燐青銅（厚さ０　
、０７　ｍｍ　−０、２ｍｍ程度）又はウレタンシート
などから形成された弾性体ブレード３６がブレードホル
ダ３７を介してフロントフレーム３１に取付けられてい
る。なお、この弾性体ブレード３６は前記ブレードホル
ダ３７の位置調整により現像ローラ３５に対する圧接力
の微調整が可能になっている。そして前記現像ローラ３
５の内側には磁界発生手段として例えば前記弾性体ブレ
ード３６と現像ローラ３５との圧接下に進入してくる現
像剤を現像ローラ３５の表面に吸引するマグネット３８
が現像装置用筐体３４に固定配置されている。特にこの
マグネット３８は現像剤が現像ローラ３５から感光体２
へ飛翔される領域には磁力をほとんど及ぼさない位置に
ある。そしてこの現像装置８は、現像ローラ３５に塗布
された現像剤が感光体２とは非接触である位置に配置さ
れている。この非接触配置関係は、現像剤の粒径、現像
ローラ３５に塗布される現像剤の層厚などによって決ま
るものであるが、現像剤の飛翔を確実に行って良質な顕
像を得るためには現像ローラ３５と感光体２との間隔は
できるだけ狭くする必要があり、しかもそのためには塗
布される現像剤層は薄層であることが望ましく、かつ使
用に供される現像剤粒径の範囲も解像度との関係で決ま
ってくるので、実用上の両者間のギャップ寸法はほぼ１
０μｍ〜３００μｍ程度である。なおこのギャップ寸法
を保持するために、たとえば現像ローラ３５の軸にはギ
ャップ規制ローラ３９が一体回転可能に取付けられてい
て、このギャップ規制ローラ３９が感光体２両側部の周
面又は感光体２の軸に依付けられている図示しない受ロ
ーラに当接して感光体２と現像ローラ３５との心間距離
が一定に保持されるようになっている。また現像ローラ
３５に電圧を印加して感光体２と現像ローラ３５との間
に電界を形成する電源４０が設けられている。この電源
４０は感光体２と現像ローラ３５との間に形成された電
界により現像ローラ３５上の現像剤を感光体２表面に飛
翔させ易くするものであり、必ずしも必要ではない。現
像ローラ３５上で摩擦帯電された現像剤は感光体表面の
潜像電荷とによって生ずる静電的吸引力だけでも十分に
感光体表面に飛翔されるからである。

次に上記現像装置の作用及び効果について説明する。前
記現像装置用筐体３４には体積含有率が１０％以下の磁
性粉を含有する有彩色の一成分系の現像剤Ｔが充填され
ている。そして現像ローラが第３図の時針方向に回転さ
れると、その回転力によって現像剤Ｔは弾性体ブレード
３６ど現像ローラ３５との圧接下に搬送されてくる。こ
のようにして搬送されてくる現像剤Ｔは弾性体ブレード
３６の圧接力によりその下流側に近づくにつれて徐々に
薄くされつつ弾性体ブレード３６と摩擦帯電されること
になる。このとき現像剤Ｔは前記マグネット３８によっ
て現像ローラ３５の表面に吸引されているのでその搬送
力が増大され、その結果弾性体ブレード３６の圧接下か
ら搬出されてくる現像剤の量は現像ローラ３５表面上で
均一であるとともにそのｊ！ｉ擦帯電固も均一である。

しかも弾性体ブレード３６の圧接下において十分に摩擦
帯電される前の現像剤Ｔはマグネット３８の磁力によっ
て現像ローラ３５表面に拘束担持されているので、この
現像剤Ｔが弾性体ブレード３６と現像ローラ３５との側
方から漏れてしまうこともない。このようにして十分に
摩擦帯電されかつ均一に薄層化されて現像ローラ３５の
表面上に塗布された現像剤Ｔは感光体２表面に近づくご
とく搬送され、最接近位置で感光体２表面に飛翔されて
その表面の静電潜像を顕像化する。特に現像剤Ｔが飛翔
する領域では前記マグネット３８の磁力は現像剤にほと
んど及ばないようになっているので、マグネット３８が
現像剤の飛翔を阻害することはなく、非磁性現像剤を使
用した場合と同様に良好な現像剤飛翔悪疫を実現するこ
とができる。こうして現像に供された現像剤は前述のご
とく体積で１０％以下の磁性粉を含有する一成分系の現
像剤であるから、その彩色性は良好でありカラー現像に
対して十分に適合できる。

なお上詰実施例は一例であり本発明の要旨の範囲内にお
いて種々の変形実施ができることは言うまでもない。例
えば現像剤担持体はアルミ、ステンレスなどの金属性ド
ラムだけではなく金属板やベルトなどに置換えることが
でき、しかもそれらの表面にはクロームメッキなどを施
すことも可能である。特にこのような表面処理を施せば
現像剤担持体表面の摩耗を防止することができ、現像の
経時的安定性と現像剤ローラの延命とを図ることができ
る。また本現像装置によって現像することができる静電
潜像は第１図に示す複写機にＪ：って形成されたものに
限定されず陰極線管、レーザー光、針電極または発行ダ
イオード等によって形成された荷電粒子のパターンであ
れば何でもよい。

また弾性体ブレード３６と現像ローラ３５との表面に凹
凸粗面を形成して現像剤の搬送力強化及び均一な薄層形
成をさらに向上させることもできる。すなわち第５図に
示すように現像ローラ３５の局面に第１の凹凸粗面４５
を形成し、かつこの現像ローラ３５に対向する弾性体ブ
レード３６の対向面の一部には第２の凹凸粗面４６が形
成されている。先ず前記第１の凹凸粗面４５は、現像剤
粒径をＤとしたときに０．０７Ｄ〜１．５Ｄの表面粗さ
を有すべく形成されていて、サンドブラスト又はパフ仕
上げなどによって粗面化処理がなされている。又前記第
２の凹凸粗面４６は、第５図に示すように前記現像ロー
ラ３５と弾性体ブレード３６との間に介在する現像剤の
単粒子！Ａとは非接触である領域例えば現俄ローラ３５
と特定現像剤Ｔ１との接触点における接線１１を基準に
した場合この接線１１から離間した距離ｄｓ　（現像剤
粒径りの２〜３倍程度）と距離ｄ２どの間の領域に形成
されている。又この第２の凹凸粗面４６は、現像剤粒径
をＤとするとｏ、ｉｏ〜２．ＯＤの表面粗さを有すべく
形成されていて、サンドブラスト又はパフ仕上げなどに
よって粗面化処理がなされている。上述のような粗面化
処理がなされている場合には、現像剤Ｔは現像ローラ３
５による搬送力などによって矢印Ｗ１方向に搬送される
とともに弾性体ブレード３６との間で摩擦帯電すること
になる。このとき、現像ローラ３５の表面には第１の凹
凸粗面４５が形成されているので、現像ローラ３５に接
する現像剤及びその近傍の現像剤Ｔの搬送力Ｆ１は一層
増大され確実に搬送されて流動転位する。さらに弾性体
ブレード３６には第２の凹凸粗面４６が形成されている
ので第２の凹凸粗面４６に接触する現像剤は比較的大き
な搬送抵抗力Ｆ２を受け第２の凹凸粗面４６に近づくほ
ど現像剤Ｔの流動転位は緩慢となり、その−力筒２の凹
凸粗面４６の下流側（第５図にポリ−距離ｄ１の範囲）
は粗面化処理がなされていないのでこの部分に接する現
像剤Ｔは比較的小さなｍ送紙抗力Ｆ３しか作用されず滑
らかに流動転位することになる。したがって押圧力Ｆ４
を作用する弾性体ブレード３６の圧接下に進入してくる
現像剤Ｔは現像ローラ３５に近い所で矢印Ｗｚ、Ｗａに
沿って活発かつ滑らかに流動転位され、しかも弾性体ブ
レード３６の下流側に近づくにつれ流動転位する現像剤
の層厚は徐々に小さくなり、弾性体ブレード３６の下流
部分に於いては均一な１．１１粒子層として現像剤ロー
ラ３５に塗布されることになる。このように弾性体プレ
ート３６の圧接下に進入してくる現像剤は滑らかに流動
転位されかつ流動転位する現像剤の層厚は比較的小さな
角度θで徐々に小さくされるので、現像剤Ｔの流動性の
悪化やむら及び異物の混入などにより弾性体ブレード３
６が押上げられることによって生ずる現像剤薄層の不拘
−及び現像剤の帯電むらを防止することができ、上記実
施例の効果を相開的に増大させることができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明の現像装置にあっ
ては、非磁性トナーに少量の磁性粉を含有して成る一成
分系の現像剤を使用するものであるからその彩色性は良
好でありカラー現像に適することができる。しかも弾性
体と現像剤担持体との間に進入してくる現像剤は磁界発
生手段によって現像剤担持体表面側に吸引されるので、
現像剤担持体による現像剤の搬送力が増加され現像剤の
均−帯電及び均一塗布が達成されるとともにその磁力に
よって現像剤が拘束され漏れ防止も達成されることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置を適用した複写様の概略断面
図、第２図は本発明の現像装置の一実施例を示す概略斜
視図、第３図は同装置の概略断面図、第４図は現像剤の
反射率とそれに含；１：れる磁性粉の含有率との関係を
示すグラフ、第５図は本発明装置の変形例を示すもので
あり特に現像ローラと弾性体プレートとに形成された凹
凸粗面の詳細を示す断面図である。 ２・・・・・・像担持体、３５・・・・・・現像剤担持
体、３６・・・・・・弾性体、３８・・・・・・磁界発
（ト手段、。 弔４図 粕・ド＃削］　（％） 手続補正書 昭和５９年４月４日 ２、発明の名称　現　像　装　置 ３、補正をづる者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付　自　発 別　紙　（１） （１）　特許請求の範囲を別紙（２）の如く訂正づる。 （２）明１１Ｉ閤第４頁第１４行目、第９頁第７行目、
第１０頁第６行目、第１３頁第７行目及びｖＲ１４頁第
１７行目に「体積」とあるを「重量」と訂正する。 以　十 別　紙　（２、 特許請求の範囲 （１）　磁界発生の手段を有するとともに非磁性１ヘナ
ーに少量の磁性粉を含有して成る一成分系の現像剤を表
面に担持して搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持
体の表面に弾性的に圧接可能であってこの圧接下に進入
してくる現像剤を前記現像剤担持体表面に塗布する弾性
体とを備え、前記現像剤担持体により搬送されてくる現
像剤を像担持体に付着さけて現像を行うことを特徴とす
る現像装置。 （２）現像剤担持体によっ−（搬送されてくる現像剤は
、１１で１０％以下の磁性粉を含有するものである特許
請求の範囲第１項に記載の現像装置。 （３）磁界発生手段は、前記弾性体と現像剤担持体どの
圧接下に進入してくる現像剤を現像剤担持体表面に吸引
する位置に固定配置され、現像剤担持体から像担持体へ
現像剤が付着される領域にはほとんど磁力を及ぼさない
ものである特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の現
像装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）磁界発生手段を有するとともに非磁性トナーに少
   量の磁性粉を含有して成る一成分系の現像剤を表面に担
   持して搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表
   面に弾性的に圧接可能であってこの圧接下に進入してく
   る現像剤を前記現像剤担持体表面に塗布する弾性体とを
   備え、前記現像剤担持体により搬送されてくる現像剤を
   像担持体に付着させて現像を行うことを特徴とする現像
   装置。 （′２Ｊ　現像剤担持体によって搬送されてくる現像剤
   は、体積で１０％以下の磁性粉を含有するものである特
   許請求の範囲第１項に記載の現像装置。 （３）磁界発生手段は、前記弾性体と現像剤担持体との
   圧接下に進入してくる現像剤を現像剤担持体表面に吸引
   する位置に固定配置され、現像剤担持体から像担持体へ
   現像剤が付着される領域にはほとんど磁力を及ぼさない
   ものである特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の現
   像装置。