JPS6095575A - 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】 産業上の利用分野 本発明は乾式現像剤を用いて現像剤保持部材上に現像剤
の薄層を形成して現像に供するための現像剤薄層形成装
置に関する。

従来技術 従来、乾式現像方式としては各種装置が提案され又実用
化されている。しかし、いずれの現像方式においても乾
式現像剤の薄層を形成することは極めて難かしく、この
ため比較的厚い層の形成で現像装置を構成していた。し
かるに現像画像の鮮明度、解像力、等の向上がめられて
いる現在、乾式現像剤の薄層形成方法及びその装置に関
する開発は必須となっている。

従来知られている乾式現像剤の薄層を形成する方式とし
ては特開昭５４−４３０３７が提案されており、且つ実
用化されている。しかし、これは磁性現像剤の薄層形成
に関するものであった。

磁性現像剤は磁性を持たせるため現像剤内に磁性体を内
添しなければならず、これは転写紙に転写した現像像を
熱定着する際の定着性の悪さ、現像剤自身に磁性体を内
添するため（磁性体は通常黒色である）そのカラー再現
の際の色彩の悪さ等め問題点がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方式としてビーバーの
毛のような柔い毛を円筒状のブラシにして、これに現像
剤を付着塗布する方法や、表面がベルベット等の繊維で
作られた現像ローラにドクターブレード等によＶ塗布す
る方式が提案されている。

しかしながら上記ｌ＃、維ブラシにドクターブレードと
して弾性体ブレードを使用した場合、現像剤量の規制は
可能であるが、均一な塗布に行われず、現像ローラ上の
繊維ブラシを摺擦するだけで、ブラシの繊維間に存在す
る現像剤への摩擦帯電電荷賦与に行われないため、かぶ
り等の発生しやすい問題点であった。

本件出願人等は上述の従来方法と全く異なる現像剤薄層
形成方法として、現像剤保持部材に対向して磁性粒子拘
束部材を設け、該保持部材表面の移動方向に関し、磁性
粒子拘束部材のＩ＝　ｉＡｌに磁界発生手段の磁気力に
よって磁＋１１粒子の磁気ブラシを形成し、磁性粒子拘
束部材に、Ｌつで拘束１〜７’ｒこの磁気ブラシにより
非磁性現像剤の薄Ｎ　’ｋ・現像剤保持部材に形成する
方法および装置を既に初案１゜た。

発明の目的 本発明は上述の現像剤薄層形成装置を改良することによ
り、簡単な構成で更に良好ｆｒ磁に１粒子の拘束性と安
定かつ均一な非磁ｆ１・現像剤の薄層形成を保証すると
共に装置からの現１象剤又ｉＪダ磁性粒子の漏出を防止
することを目的と１〜でいる。

発明の構成 本発明は開口を有し、非磁性現像剤と磁性粒子とを収容
する現像剤供給容器と、核間１１に設けられ、前記容器
の内部と外部とを無端移動用能な３υ。

浄剤保持部材と、前記現像剤混合体部拐のダ１側にＰ３
１［記現浄剤保持部材と空隙をあＰＩ″Ｃ股１／ＪらＪ
ｌ、前記保持部材の移動方向下流側に傾けで配岡１．た
磁Ｐ１−粒子拘束部材と、前記現像剤保持１４＋＋　４
４の内側で、前記磁性部材に対向する位置よりも現像剤
保持部材の移動方向上流側に位置する磁極を有する固定
磁界発生手段と、前記容器の現像剤入口側に設けられ、
磁気ブラシを形成する磁性部材とを有し、前記磁性粒子
拘束部材と前記磁性部材との間の領域で、前記固定磁界
発生手段が１つの磁極を有することを特徴とする現像剤
薄層形成装置である。

本発明によれば、少量の磁性粒子と簡単な磁極構成によ
り均一な層厚を有し、均一な帯電量を有する現像剤薄層
が得られることとなシ、該現像剤薄層を現像作用に供し
たとき史に安定な現像画像を得ることが可能となった。

更に本発明の磁性部材により現像剤薄層形成装置の下部
からの現像剤又は磁性粒子の漏れが防止でき、機械的振
動や衝撃や乱暴な取り扱いによっても現像剤の漏れ、飛
散が防止でき、コンパクトな現像剤薄層形成装置が得ら
れるようになった。

実施例 以下本発明の実施例を図面と共に欽明する。

第１図は本発明の基本的な構成を示す説明図である。第
１図において、１］け円筒状電子写真感光体であり矢印
ａ方向に移動する。こ、の感光体１１に対して間隙を介
１．て現像剤保持部材である非磁性スリーブ１２が設け
らｈでいる。このスリーブ１２は感光体１１の移動とと
もに矢印す方向に回転移動する。スリーブ１２内にＵ磁
界発生手段として固定されたマグネット１３が設けられ
ている。１４は現像剤供給容器としてのホッパーであり
、スリーブ１２と共に非磁性現像剤１５及び磁性粒子１
６を有する現像剤混合体を収容１２ている０ マグネット１３の磁極１７に対応するスリーブ１２の表
面付近では、磁性粒子１６による磁気ブラシが形成され
ている。スリーブ１２を矢印す方向に回転させた時、磁
極１７の記聞位置と磁性粒子１６の流動性及び磁気特性
を適宜選ぶことによって、磁気ブラシは磁極１７の付近
で矢印Ｃ方向に循環し、循環層１Ｂを形成する。

−万、磁極１７よりもスリーブ回転方向下流側の点１９
の位置では、磁性体よりなる磁性粒子拘束部材としての
磁性ブレード２１をスリーブ１２と間隔ｄで、点１９の
位置におけるスリーブ１２の法線ｎに対しブレードの中
心線ｔとの為す角変δをもたせてスリーブ移動方向下流
側に傾けて配置しである。磁性粒子１６け重力と磁気力
及び磁性ブレード２］の存在による効果に基づく拘束力
と、スリーブ１２の移動方向への搬送力との釣合によっ
てスリーブ１２表面の点１９で拘束され、多少は動き得
るが殆んど不動の静止層２０を形成する。この循環層１
８と静止層２０とからなる磁性粒子層がスリーブ１２の
表面に形成される。磁性粒子層は非磁性現像剤１５を含
んでおり、静止層２０の磁性粒子は前述の拘束力と搬送
力との釣合によってスリーブ表面上に拘束されるが、現
像剤は非磁性であるため、磁極１７の磁界によっては拘
束されず、鏡映力によってスリーブ表面に均一に薄くコ
ーティングされ、スリーブの回転に伴なって搬送され、
感光体１１の表面に対面して現像に供される。

循環層１８では重力と磁極による磁気力と摩擦力及び磁
性粒子の流動性（粘性）によって矢印Ｃの如く磁気ブラ
シの循環が行なわノ１、磁気ブラシはこの循環の際に磁
性粒子層のににある現像剤Ｊｆ４から非磁性現像剤１５
を取込んで現像剤１１（納容器１４の下部に戻り、以下
この循環を繰返す。この現像剤薄層形成方法の原理につ
いては本出願人による特願昭５８−１５１０２８ｊ！ｌ
に畦１〜いので、詳細な説明は略す。

図中、容器１４の下部にはＬ字形の磁性部材が設けられ
、その一端はマグネット１３の？＋１１１７の磁界の方
向を向いており、この磁＆１７と磁性部材２２との間に
は磁界により磁性粒子による磁気ブラシが形成され、こ
の磁性部材２２からスリーブ回転方向上流側へ現像剤又
れ１磁性粒子が漏出するのを防いでいる。この磁性部材
２２ど磁性ブレード２１との間の領域には、図の如く１
つの磁極Ｎ１７のみが設けられている。

次に、磁性部材の設置位置を説明する。

第２図は、第１図に示１−７だＭ　１１のマグネット１
３のスリーブ表面上での磁束密度分布ＩＩを示したもの
で、第２図中実線はスリーブ表面での法線方向Ｈθの磁
束密度分布、破線は接線方向Ｈ１の磁束密度分布のガウ
スメータによる。実測例である。

第２図でもわかるように、法線方向の成分のパターンと
接線方向のそれとは実測値でもほぼ直交函数関係になっ
ている。また横軸の角度θは第１図でスリーブの中心Ｏ
を通る垂直線を基準に時計方向を←）としている。

よってスリーブ上のある点における磁力の強さ及び方向
は、第２図で示される法線方向を接線方向の磁界の合成
となり、この合成磁界の働く方向に磁性部材を設置すれ
ば、磁極と磁性部材との間で確実な磁気ブラシが形成さ
れる（第３図）。

従ってこの磁気ブラシによって容器１４内から下方への
磁性粒子及び現像剤の漏れを防止できる。

さて、本発明では磁性ブレード２１及び磁性部材２２共
に磁力の働く方向に配置する必要があり、例えば第１図
の装置はそのようになっている。この時、磁性ブレード
２１は磁性粒子を拘束するため、磁％Ｎよりスリーブ回
転方向下流側に、磁性部材２２Ｖｉスリーブ１１・２上
の現像剤１５がスリーブ上からかき落されないように上
流側に傾けて設けることが望ましい。このように、磁性
ブレードで磁性粒子を拘束するためには、磁性ブレード
全第２図のω１〜ω２の間に配置する必要があり、この
場合、磁性部材２２Ｖｉω２〜ω５、若しくはω４〜ω
］の間に配置することが望ましい。磁性粒子１６の循環
性及び拘束性の観点から磁性ブレード２１と磁性部材２
２Ｆｉスリーブ１２の中心Ｏを通る垂直線に対し同じ側
（図では右側）にあることが望ましい。このため、第２
図のω４〜ω１の間に磁性部材２２を配置した時のよう
に、磁性ブレードに対する磁極Ｎと磁性部材に対する磁
極Ｓが異なる時は、スリーブの半周以内に２つ以上の磁
極を完全に含むように配置せねばならず、このようなこ
とは比較的大きな直径のマグネットでないと不可能であ
り、装置の大型化を招く。−芳磁性ブレードに対する磁
極と磁性部祠に対する磁極を同一にすれば、すなわちこ
の間で磁極が交代しないよう磁極を１つにすれば、非常
にコンパクトな装置を形成できる。従って、本発明では
磁性部材２２を第２図のω２〜ω３の間に配置し、磁性
ブレードと磁性部材との間の領域に１つの磁極が存在す
るように構成したものである。

第４図は本発明を適用した現像薄層形成装置の説明図で
ある。図中、第１図と同一機能を果す部材には同一符号
を付しである。

第４図において、１１は円筒状電子写真感光体でアシ矢
印方向ａに移動する。この感光体１１に対して間隙を介
して現像剤を保持する非磁性の現像剤保持部材１２が設
けられ、本実施例においてはこの保持部材１２に円筒（
スリーブ）状であるが、無端移動するウェブ状としても
良い。電子写真感光体１１についても同様でおる０この
感光体１１の移動とと本に現像剤保持部材１２を矢印す
方向に回転させる。この現像剤保持部材１２に現像剤を
供給するために現像剤供給容器１４が設けられている。

現像剤供給容器１４ｔ：ｔその下部近傍に開口を有し、
該開口部に現像剤保持部材１２が設けられている。現像
剤保持部材は開口から一部が外部に露出しているので、
その＊　ｆｆ１１１ｒ、Ｊ現像剤供給容器の内部から同
外部へ移動１−７、つづいて同内部へ戻る。現像剤保持
容器１４の下部には磁性部材２２が形成さねでおり、現
像剤が外部に漏れないようになっている。

現像剤保持部材１２の内部に６固定磁界を発生する固定
磁界発生中段、すなわち、磁石１３が固定的に設けられ
ている。したがって、現像剤保持部材１２のみが回転す
る。この磁石１３けＮ　４Ｔｈ１７、Ｓ極２３の磁極を
有する。

現像剤供給容器１４の開「１の」一部近傍には磁性粒子
拘束部材である磁性体よりなる磁性ブレード２１が配置
されている。この磁性ブレード２１け鉄板を曲げ加工１
に；よ・υ形成し、Ｗ、浄剤イ」（給容器１４に固着し
たものである。この磁性ブレード２１の先端と現像剤保
持部材１２との間隔ｋｌ’　１００〜１０００μ、好ま
しく　Ｈ：　２００〜５００μで、この実施例で１−ｔ
３００μである。この間隔が１００μよシ小さいと、磁
性粒子が詰甘り、ブレード外部へ押し出される欠点があ
る。また１　（１００μより大きいと、振動で非磁性現
像剤が多量に漏れ出して、薄層が形成できカくなる。

かかる構成の装置の現像剤供給容器に磁性粒子あるいは
磁性粒子と非磁性現像剤とを含む混合体を供給すること
によシ、静止層２０と循環層１８を形成させる。この静
止層２０と循環層１８からなる磁性粒子層を形成する混
合体は磁性粒子に対して約２〜７０％（重量）の非磁性
現像剤を含むことが好ましいが、磁性粒子のみとしても
良い。

磁性粒子の粒径Ｖｉ３０〜２００好ましくは７０〜１５
０ミクロンである。各磁性粒子は磁性材料のみから成る
ものでも、磁性材料と非磁性材料との結合体でもよいし
、二種以上の磁性粒子の混合物でも良い。

循環層１８中の磁性粒子は磁極１７０発生する磁界によ
りブラシを形成し、このブラシは前述のＣ方向の循環作
用を行う。磁性ブレード２１と磁極１７間には静止層２
０が形成され現像剤保持部材表面に拘束されている。

磁性粒子層の上に非磁性現像剤を供給するととによりほ
ぼ上下方向、すなわち、現像剤保持部材１２の外周上お
よびその外側に、２層が形成される。この非磁性現像剤
に少馴の磁性粒子を加えたものを用いて現像剤Ｒ４２４
を形成（５てもルいが、この場合でも、現像剤層の磁性
粒子含有ｉ１１げ前記の磁性粒子層よｐも小さい。この
非磁性現像剤に、流動性を高めるためにシリカ粒子を、
および、感光体１１の研磨のために研岸剤粒子を外添し
てもよい。２層の形成方法はこのように２段階に分けて
供給するものに限らず、例えば、磁ＩＩ′１・粒子層と
現像剤層２４の全１分の磁性粒子と非磁性現像剤をほぼ
均一に混合したものを供給１〜で、その後、現像剤供給
容器１４に振動を力えるか又は現像剤保持部材を予備的
に回転して磁性粒子と非磁性現像剤の比重の差および磁
石１３の磁界により２層を形成させてもよい。

このように特に２層を形成させずに、Ｗｉ磁性粒子非磁
性現像剤をほぼ均一に混合（２にものを供給した場合で
も、十分な磁性粒子層を形成できる量の磁性粒子を含ん
でいれば、実施可能であるが、磁性粒子層の長期的な安
定性維持のためには２層とすることが好捷しい。

このように磁性粒子および非磁性現像剤を与えた状態で
現像剤保持部材１２を回転させると磁性粒子は、磁極１
７による磁界および重力の作用と現像剤保持部材表面に
よる摩擦力により、第４図に矢印Ｃで示すように循環運
動を行なう。このときに、非磁性現像剤と現像剤保持部
材１２の表面は接触して循環層中の非磁性現像剤は静電
的に現像剤保持部材１２上に塗布される。

本実施例において、非磁性現像剤Ｖｉ磁性粒子乃至は現
像剤保持部材１２との摩擦により帯電するが、好捷しく
は磁性粒子表面に酸化膜または非磁性現像剤と静電的に
同準位にある樹脂などの絶縁処皿を施し、磁性粒子から
のトリボ付与を少なくし、必要な帯電を現像剤保持部材
１２がら受けるようにすれば磁性粒子の劣化の影響を防
ぐことができるとともに現像剤保持部材］２への現像剤
塗布が安定する。

一方、摩擦帯電された現像剤は磁性ブレード２１先端と
現像剤保持部材１２表面の間を通過でき、現像剤保持部
材表面に鏡映力による作用とともに均一に薄くコーティ
ングされて、現１１１！剤保持部材１２の表面に載って
現像剤イバ給容器Ｊ４の外部に出て感光体１１の表面に
対面ｌ〜て現像に（Ｊｌｉされる。

電子写真感光体１１と現像剤保持部上（１２との間には
バイアス電源２５により電圧が印加される。

バイアス電源２５け交流でも直流でもよいが、交流に直
流を重畳したものが好ましい。その場合の現像方法とし
ては特公昭５８−３２３７５に記載の方法が好ましい。

勿論接触現像でもよい。現像により供される現像剤は循
環層１８から現像剤保持部材１２に供給され、循環Ｎ１
Ｈにおける不足分は、的述の循環運動により現像剤層２
４がら供給される。

２層構成とした場合、静止層と循ｆＡ１１’＠よりなる
磁性粒子層は最初から現像剤保持部材１２の外表面近傍
に形成されており、また、現像剤層２４（げ磁性粒子を
全く含有しないか、僅かの皺であるため、磁性粒子層の
状態は運転を長期間続行してもほぼ一定に維持され、変
化しない。この意味において、磁性粒子層内の磁性粒子
は現像剤またにその一部ではなく現像装置の一部である
。

本実施例にもとづいて、現像剤保持部材１２としてφ２
０アルミスリーブの表面をアランダム砥粒により不定型
サンドブラストを施したものを用いたが、ガラスピーズ
による定型ブラスト或いはエツチング、エクストルート
加工、サンドベーパ、陽極酸化等により表面を粗しでも
良い。磁界発生手段］３として２極着磁でＮ極、Ｓ極が
第４図で示されるようなものをＮ極の位置がπ＝９５°
で用いた。

第４図のマグネットは、表面磁束密度の最大値が約５０
０ガウスであるが、使用する現像剤特に流動性の若干悪
い現像剤では、この強さを更に強くすることが好ましい
。目視による観察では、表面磁束密度が約８００ガウス
のマグネットでは第４図Ｃ方向の循環が約２倍となった
。

磁性ブレード２　］、　ｉｄ　１．２　ｍｍ厚の鉄板に
化学二ソケルメッキをしたものである。鉄板の拐質とし
て工業的に常用されるＳＰＣ鋼板、ケイ素鋼板、パーマ
ロイ等が望ましい。またこれら磁性体を接線方向の磁界
を強めるように着磁［２ても良い。第４図でθ＝３５°
、ａ＝８５°、ブレード・スリーブ間２５０μとした。

δ＝９０°すなわちスリーブの接線方向でも良いが、機
械的精度が悪いと磁性ブレードがスリーブに対し腹当り
する場合があり、δ〉９０°では更にこの傾向が顕著で
あり、この場合は磁性粒子を拘束する上で好普（〜〈な
い。一方、磁性部材２２は、１闘厚の鉄板をスリーブの
法線の方向に対し３０°の角でスリーブ１２との間隔を
１．５朋として配置した。その結果、現像剤の漏れもま
たスリーブ１２上の現像剤をかへ落すこともなかった。

この実施例において、磁性粒子として粒径１００〜８０
μ（１５０／２００メツシユ）の鉄製粒子（最大磁化１
９０　ｅｍｕ　／　ｇ　）を用い、非磁性現像剤として
、スチレン／ブタジェン共重合体系樹脂１００部に銅フ
タロシアニン系１ｊ４１１’１５部から成る平均粒径１
０μのトナー粉体にコロイダルシリカ０６％を外添した
ブルートナーを用いたところ、スリーブ上にコーティン
グ厚約５０〜１００μｍ１ブローオフ法で測定したスリ
ーブ上のトナーのトリボ電荷量が＋１０μｃ／ｇの良好
なコーティングが得られた。

この実施例の薄層形成装置をキャノン（株）製ＰＣ−１
０型複写機に組み込み、バイアス電源２５として周波数
１６００１１ｚ、ピーク対ピーク値１３００Ｖの交流電
圧に一３００■の直流電圧を重畳させたものを用い、ス
リーブ１２とＯＰＣ感光体１１の間隔を２５０μｍに設
定して現像を行なったところ、良好なブルー色の画像を
得た。

なお、本実施例では非磁性現像剤を用いたが、磁性粒子
に比べ著しく弱い磁性であり、トリボ帯電、可能であれ
ば磁性現像剤も用いることができる０発明の効果 本発明により、簡単な構成によって磁性粒子を使用する
現像剤薄層形成装置に於いて、磁性粒子の拘束性と安定
かつ均一な循環性が得られた。その結果、少量の磁性粒
子を使用して、均一な層厚と均一で十分な帯電量を有す
る現像剤薄層が得られた。

また本発明では、磁性粒子拘束部材を現像剤保持部材の
移動方向下流側に傾けて配置したので、現像剤保持部材
上の法線方向の磁界よりも接線方向の磁界を強くでき、
磁性粒子拘束部材部での現像剤のブロツキング、現像剤
の融着や磁性粒子の漏れ等を防止できる。従って圧力定
着用トナーを用いる現像装置にも本発明は適するもので
ある。

更に不発明では、磁性粒子拘束部材と磁性部材との間に
１つの磁極を配置すれば良いため、小径のマグネットの
使用が可能となり、コンパクトな現像剤薄層形成装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す説明図、第２図は不発明に
用いた磁石の磁力分布のグラフ、第３図は磁性部材の配
置説明図、第４図は本発明の実施例装置の断面図である
。 図において、１１・・・感光体、１２・・・スリーブ、
１３・・・マグネット、１４・・・現像剤供給容器、１
５・・・非磁性現像剤、１６・・・磁性粒子、１７．２
３・・・磁極、１８・・・循環層、２０・・・静止層、
２１・・・磁性ブレード、２２・・・磁性部材、２５・
・・電源を表わす。 出願人　キャノン株式会社 １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 開口を有し、非磁性現像剤と磁性粒子とを収容する現像
   剤供給容器と、 該開口に設けられ、前記容器の内部と外部とを無端移動
   可能な現像剤保持部材と、 前記現像剤保持部材の外側に前記現像剤保持部材と壁隙
   をあけて設けられ、前記保持部材の移動方同下派側に傾
   けて配置した磁性粒子拘束部材と、前記現像剤保持部材
   の同側で、前記磁性部材に対向する位置よりも現像剤保
   持部材の移勲方同上流側に位置する磁極を有する固定磁
   界発生手段と、前記容器の現像剤入口側に設けられ、磁
   気ブラシを形成する磁性部材とを有し、 前記磁性粒子拘束部材と前記磁性部材との間の領域で、
   前記固定磁界発生手段が１つの磁極を有することを特徴
   とする現像剤薄層形成装置。