JPS6136774A - 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】 発明の分野 本発明は、電子写真法における現像装置に関するもので
、より詳細にはフェライトキャリヤと顕電性トナーとか
ら成る二成分系現像剤を用いて、静電像の現像を行う装
置に関するものである。

二成分系磁性現像剤を用いる電子写真法においては、顕
電性トナーと磁性キャリヤとを混合し、この二成分系組
成物を、内部に磁石を備えた現像スリーブ上に供給して
、この組成物から成る磁気ブラシを形成させ、静電潜像
を有する電子写真感光板にこの磁気ブラシを摺擦せしめ
ることによシ、顕電性トナー像を感光板上に形成させる
。顕電性トナーは磁性キャリヤとの摩擦により、感光板
上の静電潜像の電荷とは逆極性の電荷に帯電され、磁気
ブラシ上のＲ’ｌＩＬ性トナー粒子がクーロン力により
静電潜像上に付着して、静電潜像の現像が行われる。一
方舟性キャリャはスリーブ内の磁石により吸引されてお
り、しかもその帯電電荷が静電潜像の電荷と同極性であ
り、そのため、磁性キャリヤはスリーブ上にそのまま残
ることになる。

磁性キャリヤとしては一般に、鉄粉キャリヤが広く使用
されているが、この鉄粉キャリヤには未だ多くの欠点が
認められる。即ち、この鉄粉キャリヤを用いた二成分系
現像剤では、現像感度曲線（静電像と現像スリーブ間の
電位差対画像濃度の曲線）の立上りが急で、階調性に劣
り、中間調の再現性に乏しいという欠点がある。また、
この鉄粉キャリヤを含む現像剤は硬い磁気ブラシを形成
する仁とがあり、感光層を傷つける可能性があると共に
、ベタ黒部の複写に際しては、形成される画像に、ブラ
シマーク、即ちブラシの摺擦方向に延びている細くて短
い白線の多数の列が入るという欠点が認められる。更に
、鉄粉キャリヤは湿度に敏感であり、湿度の影響によシ
現像特性が変化したり、或いはそれ自体錆を発生する傾
向がある。

これらの欠点を解消するもめとして、近年フェライト、
特にソ７トフエライトヲ磁性キャリヤとして用いること
が提案されている。しかしながら、フェライトキャリヤ
は、粒子としての特性や磁気的特性が鉄粉キャリヤと著
しく異なるため、鉄粉キャリヤを用いる場合の現像条件
をそのまま用いることはでき人い。例えば、鉄粉キャリ
ヤは粒子形状が不定形であるのに対して、フェライトキ
ャリヤはｔｌは球状であり、またフェライトキャリヤは
鉄粉キャリヤに比して小さい透磁性を有する。

このため、フェライトキャリヤを用いた二成分系磁性現
像剤では、鉄粉キャリヤを使用したものに比して、磁気
ブラシの穂立が小さく、磁気ブラシの穂長をかなり短か
くしなければ、良好な画質のトナー像が得られないとい
う問題がろる。また、フェライトキャリヤを用いた二成
分系磁性現像剤の穂切をこのように短かくすると、現像
スリーブの回転に過度のトルクを必要とするようになり
、これにより現像装置のプレや振動を生じて、現像を良
好に行えないとか、或いは光学系にもルを生ずるという
欠点を生ずる。

発明の目的 従って、本発明の目的は、上述した欠点が解消された、
フェライトキャリヤ用の現像装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、現像域では二成分系現像剤の磁気
ブラシの穂立が良好に行われると共に、磁気ブラシの搬
送、穂切が小さいトルクで円滑に行われるフェライトキ
ャリヤ用の現像装置を提供するにある。

発明の構成 本発明によれば、非磁性材料から成る現像用スリーブ、
該スリーブ内に固定された複数個の磁極を備えた磁石、
該スリーブを回転駆動するための機構、磁性キャリヤと
顕電性トナーとから成る現像剤を攪拌してスリーブに供
給する機構、スＩＪ−ブ上に形成される磁気プランを所
定の穂長に穂切して現像域に供給する機構、現像域を通
過した磁気ブラシをスリーブから掻落す機構から成り、
前記磁極は現像域に対応する現像用主極と現像剤の供給
位置から穂切位置迄の搬送域に対応する搬送用磁極とか
ら成る現像装置でろって、 前記磁性キャリヤがフェライトキャリヤであり、搬送用
磁極が現像用主極の５０乃至８５Ｌ１３の磁束密度を有
することを特徴とする現像装置が提供さねる。

発明の好適態様 本発明を、添付図面を参照しつつ以下に詳細に説明する
。

本発明の現像装置の全体の配置を、感光層と共に示す第
１図において、例えば矢印Ａ方向に駆動されるト９ラム
ｌの表面には、セレン系光導電体層のような電子写真感
光層２が設けられており、その表面には、図示していな
いが、一様帯電及び画像露光のような手段で静電潜像が
形成される。

この感光層２の移動路に沿って全体として３で示す現像
装置が設けられる。この装置内ＶＣ？′ｉ、複数の磁極
を備えたマグネット４がろり、このマグネット４の周囲
には、アルミの如き非磁性材料から成るスリーブ５が設
けられている。このスリーブ５は、矢印Ｂ方向に回転可
能に設けられており、このスリーブ５内にマグネット４
は固定されて設けられている。二成分系現像剤６を攪拌
するために、攪拌機構７が設けられており、この攪拌機
構７ｉＣより、フェライトキャリヤと顕電性トナー粒子
とは混合されて、相互に摩擦帯電して、相互に静電的に
結合した混合物が形成され、スリーブ５上に供給される
。

二成分系現像剤は、スリーブ５上で磁気ブラシ８を形成
し、この磁気ブラシは穂切機構９により適当な穂長に切
揃えられて、現像域１０に供給される。現像域１０にお
いて、感光層２とスリーブ５とは互いに逆方向に移動し
、磁気ブラシ８と感光層２との摺擦が行われる。摺擦に
より、フェライトキャリヤ上の帯電トナー粒子は感光層
２の静電潜像に吸引され、静電潜像の現像が行われる。

現像後の磁気ブラシは、掻落し板１工によりスリーブ５
から剥離され、剥離された二成分系現像剤は、攪拌機構
７により攪拌された後、再びスリーブ５上に供給される
。現像で消費されるトナー１２を供給するために、トナ
ー収容部１３とトナー補給ローラ１４とが設けられ、現
像機１１３内にトナー１２ヲ連続的或いは間欠的に供給
する。

尚、スリーブ５の一端部には、図示していないがスプロ
ケットの如き駆動機構が設けられており、駆動モータ及
びチェーン（共に図示せず）により矢印Ｂ方向に駆動さ
れるよりになっている。

穂切機構９とスリーブ５とのクリアランス、即ち磁気ブ
ラシの穂切長は、　フェライトキャリヤを用いる場合に
は、一般に０．８乃至１．２籠の範囲にあり、鉄粉キャ
リヤを用いる場合の穂切長が一般に２５乃至３．５ｍの
範囲ＫＳるのに比して、かなり短かいものでろることが
了解されよう。

現像スリーブ５の内部には、複数の磁極を備えｆｃｍ石
４が設けられているが、この磁極は、現像域１０に対応
して、感光層２とほぼ対向する位置関係で設けられた現
像用主極１５と、現像剤の供給位置１６から穂切機構９
に至る搬送域に対応する搬送用磁極１７　、１８とから
成っている。第１図に示す具体例において、磁極１７は
現像剤のスリーブ５への汲上げ用の機能をも備えており
、一方舟極１８は、穂切時に磁気ブラシのＳｔ−立てる
作用をも有している。

本発明においては、二成分系現像剤の磁性キャリヤとし
てフェライトキャリヤを用いることに関連して、搬送用
磁極１７　、１８として、現像用主極１５の磁束密度（
Ｈ□）の５０乃至８５％、特に５５乃至８０チの磁束密
度（Ｈ２）を有するものを使用する。

第２図は、搬送用磁極１７　、１８の磁束密度（Ｈ２）
ｔｌ−変化させ、Ｈ２／Ｈ１×１００（チ）の値を横軸
とし、スリーブ５の回転に必要なトルク（ｋｇ・ｃＩＩ
Ｌ）ヲ右側の縦軸、及び形成されるトナー像の画像濃度
を左側の縦軸とし、得られた実験値をプロットしたもの
であり、図中白ｘｏｅ　トルクの値、黒丸（・）は画像
濃度の値を示すものである。

この第２図の結果から、搬送用磁極１７　、１８の磁束
密度（Ｈ２）を主極１５の磁束密度（Ｈｌ）の８５％以
下とすることが、スリーブの駆動トルクを、現像装置の
プレや振動ｔ−実実質半生ないｓ、ｓｋｇ・ａ以下のレ
ベルに抑制する上で臨界的であることが了解される。ま
た、搬送用磁極１７　、１８の磁束密度（Ｈ２）　ｔｒ
主極１５の磁束密度（Ｈｌ）の５０％以上とすることが
、現像剤磁気プランの搬送速度を現像に不足しないもの
として、十分な画像濃度を得る上で極めてクリテカルで
あることが了解される。しかも、本発明によれば、搬送
用磁極１７　、１８に比して現像用主極１５の磁束密度
（Ｈｌ）ｔ−高めることにより、静電像の現像に必要な
十分な穂立ちが確保されるという利点も達成される。

本発明ＶＣおいて、現像用主極１５の磁束密度（Ｈｌ）
１よ、一般に８００乃至１０００ガウスの範囲内にあれ
ば満足すべき結果が得られ、一方搬送用磁極１７゜１８
の磁束密度（Ｈ２）は前述した条件が満足されるように
定められる。

本発明において、フェライトキャリヤとしては、それ自
体公知の任意のフェライトキャリヤ、特に焼結フェライ
ト粒子が使用される。フェライト焼結粒子はそれ自体公
知のものであり、公知の焼結フェライト粒子、特に球状
の焼結フェライト粒子が有利に使用される。フェライト
の組成も公知のものでろり、一般にソフトフェライトと
呼ばれるもの、例えばこれに限定されるものでないが、
Ｚｎ系フェライト、狙系フェライト、Ｃｔ＆系フェライ
ト、Ｍル系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系７エライト、Ｍｌ
Ｌ−Ｍ！Ｉ系７エライト、Ｃｕ−Ｚｎ系７−１イ）、Ｎ
ｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｙｚ−ＣＩＬ−Ｚｎ系フェラ
イト等が挙げられる。好適なフェライトは、原子重量％
で、Ｆｇ　３５乃至６５％、Ｃｕ５乃至１５％、Ｚｎ５
乃至１５チ及びＭｎＯ乃至０．５％から成るＣ１Ｌ−Ｚ
ｎ系又はＣμ−ＺｒＬ−Ｍｎ系フェライトである。

用いる焼結フェライト粒子は、一般に平均粒径が３０乃
至１００ミクロン、特に３５乃至４５ミクロンにろるも
のが望ましい。

用いる顕電性トナーは、導電性と共に着色性、定着性を
具備するものであり、定着用樹脂媒質、着色用顔料及び
電荷制御用染料を必須成分として含有する。

定着用樹脂としては、熱可塑性樹脂や、未硬化乃至は初
期縮合物の熱硬化性樹脂が使用される。

その適当な例は、重要なものの順序に、ポリスチレン等
のビニール芳香族樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルア
セタール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、石油樹脂、オレフィン樹脂等である。着色
用顔料としては例えばカーボンブラック、カドミウムエ
ロー、モリブデンオレンジ、ピラゾロンレッド、７アス
トバイオレツトＢ１フタロシアニンズルー等の１種又は
２種以上が使用される。

トナー粒子の平均粒径は一般に９乃至１５μ、特に１０
乃屋１３μのものが好適でろる。

フェライトキャリヤとトナーとは１００：５乃至１００
：　１４の重量比で混合し、本発明の現像装置に用いる
。

本発明を以下の例で更に説明する。

実施例 第１図に示す現像装置の磁石４の現像主極１５をＮ１、
搬送用磁極１７１２、および１８４−８よとしてこれら
の磁極の磁石強度の異なる５種の磁石ロールを用意した
。（第１表） 第１表 注１）　　Ｈ２／Ｈ□＝　（Ｎ２”Ｓｌ）／２Ｎ□第１
表の磁石をそれぞれ第１図の現像装置に装着し、その時
の現像用スリーブにかかるトルク、および画像品質を観
察した。なお、この時の二成分系現像剤、および、現像
条件は次の通りである。

（二成分系現像剤） ・　　残留磁化　　　Ｑ、３　ｇｍｎ／ｇ保磁力　３０
ｇ 平均粒径　　４５μ ０　トナー　　　　平均粒径　　１２μＯ混合比　　キ
ャリア：トナー＝　ｔｏｏ　：　ｉｉ（現像条件） ・ドラム−スリーブ間　　１．６ｉｉ＋・周速比（Ｓ／
Ｄ）　　　１．８（但しスリー力は１６伽−）・穂切長
　　　　　　１．０゜ 結果を次の第２表に示す。

第２表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の構成を示す概略図、第２図
は搬送用磁極の現像主極に対する磁束密度の割合とスリ
ーブのトルク及び画像濃度の関係を示したグラフ図であ
る。 図中、２は感光層、３は現像装置、４はマグネット、５
はスリーブ、６は二成分系現像剤、１５は現像用主極、
　１７．１８は搬送用磁極である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、非磁性材料から成る現像用スリーブ、該スリー
   ブ内に固定された複数個の磁極を備えた磁石、該スリー
   ブを回転駆動するための機構、磁性キャリヤと顕電性ト
   ナーとから成る現像剤を攪拌してスリーブに供給する機
   構、スリーブ上に形成される磁気ブラシを所定の穂長に
   穂切して現像域に供給する機構、現像域を通過した磁気
   ブラシをスリーブから掻落す機構から成り、前記磁極は
   現像域に対応する現像用主極と現像剤の供給位置から穂
   切位置迄の搬送域に対応する搬送用磁極とから成る現像
   装置であつて、 前記磁性キャリヤがフェライトキャリヤであり、搬送用
   磁極が現像用主極の５０乃至８５％の磁束密度を有する
   ことを特徴とする現像装置。