JPS617862A - 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】 本発明は、非磁性現像剤により潜像を現像する現像装置
に関するものである。

従来、乾式−成分現像装置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−成分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、解像力などの向上が求め
られている現在、乾式−成分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−成分現像剤の薄層形成方法とし
てｈ、特開＠５−４−４３０３７号が提案されており、
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
せるためトナー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、カラー再現
の際の色彩の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方法として、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り塗布
する方法が提案されている。しかしながら上記繊維ブラ
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、均一な塗布は行
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
は行われないため、ゴースト等の発生しやすいという問
題点があった。

これに対して本出願人は、非磁性現像剤を現像剤保持部
材表面に均一な薄層として形成し、且つ十分な摩擦帯電
を与えて塗布する新規な現像装置として、非磁性現像剤
と磁性粒、子とを貯蔵する容器と、潜像担持体に非磁性
現像剤を回動搬送する現像剤保持部材と上記容器の非磁
性現像剤の供給出口側にあり、この保持部材表面に間隙
を形成して配置した規制部材と、この規制部材に対して
上記保持部材を介して反対側に配置され、上記容器の現
像剤出口側にある規制部材の上流側に磁性粒子による磁
気ブラシを形成する磁極を持つ一磁界発生手段とを有し
、磁性粒子の粒径を３０μ〜１００μとし、非磁性現像
剤の濃度を２５〜７０重量％にして、現像剤保持部材表
面に非磁性現像剤の薄層を形成し、これを潜像担持体に
対面させて現像を行う現像装置を提案した。

第１図に本、発明の実施例現像装置の断面図を示し、こ
れを用いて上記のような現像の原理を説明する。図にお
いて、１は潜像担持体としての電子写真感光体ドラムで
あり、図示しない潜像形成手段により形成した潜−を保
持し、図示の現像位置を矢印ａ方向に回転して通過する
。

この感光体ドラムｌに対しては、現像剤を保持する現像
剤保持部材である非磁性スリーブ２が、所定の間隔を保
って対向しており、このスリーブ２は矢印す方向に回転
する。このスリーブ２の上部には非磁性現像剤と磁性粒
子の混合体４を貯蔵する樹脂やアルミニウム等の非磁性
の容器３が位置し、この容器３のスリーブ回転方向下流
には、現像剤規制部材である磁性ブレード５がねじ止め
されている。

一方、この磁性ブレード５に対するスリーブ２の反対側
には、磁界発生手段として磁極６１〜６４を有する磁石
６が設けられている。この磁石の取付は位置は、磁極の
位置と磁性ブレード５との関係で決定され、実際には磁
性ブレード５の位置よりも若干スリーブの移動方向上流
側に磁極を設ける。こうすることで、形成する磁界の作
用によって磁性粒子の流出防止、及び現像剤の均一塗布
が良好に行なわれる。

上記構成において、容器３内の磁性粒子は、磁石６のＮ
１゛極６１と磁性ブレード５との内に生じる磁界により
、磁気ブラシ７を形成する。そして、スリーブ２が回転
することにより上記磁気ブラシ７を保持したまま、磁性
粒子と非磁性現像剤とは槽拌混合される。この状態テ容
器３の磁性ブレード側では、このブレード５の存在によ
り現像剤と非磁性粒子の混合体は、このブレードにより
移動が阻止されて上昇し、矢印Ｃ方向に循環運動する。

非磁性現像剤は磁性粒子との混合により摩擦帯電される
。帯電された現像剤は、磁性ブレード５の近傍に形成し
た磁気ブラシ７部より、スリーブ２０表面に鏡映力によ
り均一に薄く塗布され、ムｅ光体ドラムとの対向位置に
至る。この対向位置では非磁性現像剤の層厚辻スリーブ
。

ドラム間の間隔よりも薄くスリーブとドラムとの間にバ
イアス電源８又は交流に直流を重畳した現イ９：バイア
スを印加して特公昭５８−３２３７５号公報に記載の現
像方法により現像を行なうことが好ましい。

ところで、磁気ブラシ７を構成する磁性粒子は、磁石６
の磁界による拘束力が、スリーブと磁性粒子との静電的
付着力や摩擦力が原因する搬送力より大となるように設
定することで、スリーブ２上には流出しない。そして、
磁気ブラシ７の領域内に非磁性現像剤があれば、磁気ブ
ラシ７の磁性粒子とこの現像剤との比率は、スリーブ２
の回転によりほぼ一定値を保つ。これにより現像でスリ
ーブ上の′ｆＪｌ像剤が消費されても、自動的に磁気ブ
ラシ７の領域に現佇剤が供給される。従って、上記スリ
ーブ２上には常に一定量の現代剤の供給塗布が可能とな
る。

なお、上記原理説明では規制部イＡに磁性ブレードを用
いているが、非磁性ブレード又は容器を構成する樹脂や
アルミニウム等の非磁性体の壁を、この規制部材として
用いることもできる。

しかし、この場合、磁性粒子の流出を防止するため、ス
リーブと規制部材との間１１りを磁性ブレードを用いる
ときよりも更に小さくする必要が　。

ある。また、磁性ブレードを用いる場合は、ブレードと
磁極間の磁界により現像剤の出口部に安定して磁気ブラ
シが形成でき、磁性粒子を拘束しかつ循環運動させるこ
とができる点で好ましい。

磁性粒子の役割は、非磁性トナーを分散させて、スリー
ブ上に吸着されたまま一体となって非磁性トナーを搬送
する作用を行うことにある。

現像剤としては通常の二成分マグネットブラシ現像で使
用されるトナー濃度（例えば２〜１２ｗｔ％）の数倍の
３０〜７０ｗｔ％のトナーを含む二成分現像剤が使用さ
れる。

マグネットに吸着された二成分現像剤はスリーブの回転
により磁性ブレード５まで搬送される。この搬送される
過程において、非磁性トナーと磁性粒子よりなる二成分
現像剤は磁力でスリーブ２の表面に吸引され、スリーブ
に摺擦するため、非磁性トナーは現像スリーブ２の表面
にもｅ電気的な力で吸着される。磁性ブレード５部にお
いては、磁Ｗ５６１と磁性ブレード５との間隙中の磁界
のために磁性粒子が滞留してブラシ状となり、これによ
り後から送られてくる磁性粒子はスリーブ２０表面より
掻き落される。

一方スリーブ２の表面上に付着した非磁性トナーはこの
磁界の作用を受けることなくこのブレード５を通過し、
スリーブ２０表面に非磁性トナーの薄層が形成され、感
光ドラム１と現像スリーブ２の接近している現像部に供
給される。

磁性粒子のブレード５部からのもれ出しを防止する目的
でカット磁極６１を若干（図中０．）現像容器３側に傾
ける。このように磁極６１を現像容器内に限定すること
で、磁性ブレード５から現像部側への磁束洩れが防止さ
れ、磁束は現像容器３内のみに限定されるため、磁性粒
子がブレード５部から現像容器外へ持ち出されることは
ほとんど無くなるものである。

ところで、第１Ｎに示した現像装置でスリーブの周速と
ブレードを通過して出てくる磁性粒子の重量を測定する
と、スリーブ周速が約２００ｍｍ／ｓｅｃを越える時点
から磁性粒子重量が急激に増えてくることがわかった。

また、２００ｍｍ／ｓｅｃ以下の周速といえども長時間
スリーブを回転させていると若干の磁性粒子の漏れが目
立つようになる。これはコーティングの原理で説明した
通り、磁性ブレードでの阻止力よりも周速を増した時の
スリーブによる磁性粒子の搬送力が勝ったためである。

この場合には複写した画像中に磁性粒子の点々が目立ち
、非常に汚ない印象を与える。

以上のことに対しては、基本的には磁性ブレードでの規
制力を増大させることＫより、磁性粒子の漏れを防止す
ることが可能である。例えば、拘束磁極６１の強さを極
端に強めるか又は磁性ブレードとスリーブの間隔を狭め
ることで磁性粒子の漏れを完全に防止することが可能で
ある。

しかしながら、これらの系では、ブレード部での磁性粒
子の動きを極端に妨げることとなり、この部分での粉体
圧力の上昇により、トナーの攪拌不良を引きおこしたり
、スリーブに傷を発生させて均一なトナーコーティング
形成を妨げる結果となりやすい。また、圧力定着用のト
ナーを使用した場合にはスリーブ上にトナーが圧接せし
められてトナー融着を引き起こすなど単純には装置に採
用できない欠点がある。

本発明は前記欠点を防止することを目的とし、画像形成
時には磁性粒子の漏れを防止し、画像形成機械外のタイ
ミングで磁性粒子を微量漏洩させる構成とし、磁性ブレ
ード部の粉体圧力を軽減してトナーの攪拌を良好ならし
め、コーディングでのスジの発生、スリーブ上へのトナ
ー融着を防止した現像装置を提供することを目的とする
。

以下本発明の実施例について図面に基づいて説明する。

第１図を用いて本発明の詳細な説明する。

図で規制ブレード５の上流側には磁性粒子拘束磁極６１
（Ｎｌ）が設けられている。また、規制ブレード下流側
には新たに拘束磁極とは反対極性の磁性粒子引き出し極
６４　（Ｓｔ）が設けられている。規制ブレードと拘束
磁極６１の為す角度を０１とし、拘束枠６１と引き出し
極６４の為す角度をθ、とする。一般的には拘束磁極Ｎ
１の強さは６００Ｇ〜１０００　Ｇの強さに選ばれる。

また、引き出し極Ｓ１の強さは拘束磁極の強さの５０〜
１００％の強さに選ばれる。拘束枠と引き出し極の角度
θ２は６０°〜１２０°の角度が選ばれる。

拘束枠６１と規制ブレード５との角度θ、は、はぼゼロ
である第１の角度と、現像容器内の磁性粒子をほぼ阻止
しうる第２の角度とをとり得るようになっており、磁石
６はこの２つの角度の間を特定のタイミングで移動でき
るように構成されている。今、スリーブ外径が２０　ｍ
ｍ　、拘束１ｉｉＮ、の強さが８００Ｇ、磁極の半値巾
の為す角度４０°、引き出し極Ｓ１の強さが７００Ｇ、
半値巾４０°、拘束枠と引き出し極間の角度θ、が１０
θ°である時、適正なθ１の値は約３００となる。この
条件でスリーブを回転すると、磁性粒子は殆んど規制ブ
レードに拘束されて、ブレード外に漏れ出ていくことは
ない。

しかしながら、極く一部の磁性粒子はブレード下面を通
過し、ブレード外側端部で磁気的に捕捉され、徐々にヒ
ゲ状に成長する。このままの状態でコピーを続けると、
ヒゲは大きく成長して非磁性トナーのコーティングが妨
げられるだけでなく、ヒゲがある大きざ以上に達した時
、磁気的に凝第した状態でブレードから分断され、ドラ
ムとスリーブの狭い間隙に至って火花放電や機械的な圧
痕による損傷を生じがちとなる。

ここに至るまでのコピ一枚数は、スリーブ周速が約２０
０ｍｍ／秒である時、Ａ４サイズ紙で４００枚から５０
０枚である。

規制ブレードと拘束枠の角度θ、　１ｒ＝Ｊ：　、引き
出し極の位置及び却さにより変わる。（既略を述べれば
、引き出し極Ｓ、を疎くする系、θ２を小さくする系は
、θ、を大きくする方向に作用する。また、Ｓ、を弱く
する糸、０．を大きくする系は、θ１を小さくする方向
に作用する。いずれにおいても適正な規制ブレード・拘
束極間の角度は、中心値上７°程度の範囲であり、比較
的狭い範囲であるため実施的に定めることが良策である
。

さて、規制ブレード先端に拘束された磁性拉子會小ざな
ヒゲの段階で非拘【東状態にして現像容器に回収するこ
とでドラムやスリーブの損傷を防止することが可能とな
る。即ち、本発明で　゛は規制ブレードと拘束枠との角
度θ１と、スリーブ回転を特定のタイミングで組み合わ
せることにより、ブレード端部に成長した磁性粒子のク
リーニングを行い、長期に渡り安定した非磁性トナーの
コーティングを得るものである。

第２図は不発、明による現像装置Ｒの動作タイミングを
示すシーケンス及び説明図である。画像形成機械が停止
している状態では、現像スリーブ内の拘束磁極Ｎ１はス
リーブ外周に近接して設けられた磁性ブレード５の直下
に位置して停止している。磁ｔ＋ｆｉＮ、と磁性ブレー
ドとは磁気的に吸引しあう状態であるため、磁極Ｎ、を
磁性ブレード近傍に近づけると、両者の吸引力により両
者がす１かれ合う位置で停止する。この状態を磁極の第
１位置（θ□＝０°）とする（２−ａ）。

ｔｌでコピーボタンが押されて感光ドラムが回転を始め
る。現像器即ちスリーブが回転を始めるタイミングｔ３
（（先立ち、ｔ２で拘束磁極Ｎ１は第２位置に設定され
る（２−ｂ）。好ましい設定位置は前述の如くスリーブ
外径φ２０．Ｎ、＝８００ｏ、ｓ、＝７ｏｏｔ）、θ、
＝ｔｏｏ°である時、θｚ３００となる。

Ｎ、がＩ’；Ｉ定の位１７′：、ｌに設定された後、ｔ
、で現像器が回転を始める。この時、磁性Ｍ’：：ｒ子
の通過はブレード部で阻止され、スリーブ」６にはトナ
ーのみがコーティングされて現像部においてｌト１像部
分が顕像化される。

所定枚数のコピーが終了した後、現像（ｉｉｉは停止す
る（　２−　ｄ　）　、、現像器が完全に停止した後、
拘束磁極は第２位置から磁性ブレード直丁の第１位ｉＶ
ｔへ移動さぜられる（　ｚ−ｅ　）、１以上の一述の工
程をくり返ｊことにより、トナーのコーティングは安定
化し、長期に渡り美麗なコピーを得ることができるもの
である。

磁石６を第１から第２位置或いはその逆に移動させるた
め、第１図のように磁石６の軸にはステンビングモータ
等の駆動手段９が連結され。

これは制御回路１０によって第２図のタイミングで制御
されている。

第２図の一連の説明のうち、現像器が停止した後、拘束
磁極位置をずらす工程（２−ｅ）が磁性ブレード前のク
リーニング工程に相当する。

この動作説明を第３図（ａ３〜（ｄ’Ｈに示す。

拘束（ｙ１極が第２の位置（例えばθ１−３０°）にあ
る時、殆んどの磁性粒子は磁性ブレード部に拘束される
が、連続して多数枚数のコピーを取り続けると、一部の
磁性粒子がブレードの端部にヒゲ状に成長する。スリー
ブ周速が２００ｍｍ／ｓｅｃ程度である時、成長した磁
性粒子が画像に影５″訝を与えるまでには４００〜５０
０枚のコピーを取ることが可能であるので、この枚数に
至るまでの間に磁性ブレード先端のクリーニングを行な
えば四Ｅ１発生には至らない。通常のコピーレングス、
即ち、１原稿あたりの平均コピ一枚数は数枚程度であり
、多くとも数十枚程度でコピーが終了するため、磁性ブ
レード先端のクリーニング手段を有する構成においては
問題発生を未然に防止することができる。

第３図（ａ）〜（ｄ）はクリーニング工程時における磁
性ブレード近くの磁力粕；と磁性粒子の様子を示してい
る。拘束機ｊＩ７＜　ｌ’ｌ＋が左軸りに回転する結果
、磁性ブレードの左側端部に一１拉申していた引き出し
極Ｓｌによる集中磁界（第３１ａ（ａ）　）は、磁性ブ
レード左側面を通るように大きな磁気回路を形成する（
第３図＜ｂ）　）。このため、磁性ブレード右側端部に
おける磁束は弱められ、ヒゲ状に拘束されていた磁性粒
子はその拘束力が弱まり、磁力橢に沿ってバラバラに分
散された形でスリーブ表面に吸Ｒ′；する。

この状態で拘束枠をさらに左に廻してゆくと、磁性粒子
は引き出し極の移動に引っばられるように磁性プ１−一
ドからさらに離れたスリーブ表面に分散することとなる
（第３　ＩＩ　（ｃ）　）。拘束枠の回転は磁性ブレー
ドに対向する位１ｄまでが限度であり、磁性ブレードを
越えると容器内の磁性粒子を引き出す形となるため好ま
しくない。

また、スリーブが見金に停止した後に内部磁界の移動を
打うことか条件であり、そうでない場合には容器内の磁
性粒子を引き出す形となるため好ましくない。

さて、以上の過程でスリーブ上に分散した磁性粒子は次
回コピ一時にスリーブ上を搬送され、現１象容器内に回
収されることとなる。スリーブ上の磁性粒子がスリーブ
と感光ドラムとの狭い間隙を通過する間は、両者の間に
は電界が形成されないように現像バイアスの印加のタイ
ミング考慮する。そうすることにより、磁性粒子があっ
てもスリーブ・ドラム間に火花放電を生ずることを防Ｉ
ヒすることができる。このため、現像バイアスの印加開
始は、現像器が回転を始めて少なくとも前記磁性粒子が
スリーブとドラム間を通過してより後とすることが良い
。

本発明では、以−ヒの工程をくり返すことにより、スリ
ーブ上に安定したトナーのコーティング層が得られ、長
期に渡り美麗なコピーを維持することが可能となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の実施例の断面図、第２１ン
、１は本発明による現仰装置の動作タイミングを示すシ
ーランス及び説明図、第３図（ａ）〜（ｄ）は磁力ｐ！
と磁性粒子の様子を示す説ＦｒＪ１図である。 図において、１は感光ドラム、２けスリーブ、３は容器
、４は現像剤混合体、５は規制ブレード、６は磁石、７
は磁気ブラシ、８Ｆｉバイアス電源、９は駆動手段、ｌ
Ｏは制御回路、を表わす。 出順人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性現像剤を保持する現像剤保持部材と、非磁性現像
   剤を現像剤保持部材表面に供給する現像剤供給手段と、
   現像剤保持部材表面に間隙を形成して配置した現像剤規
   制部材と、規制部材に対し現像剤保持部材を介して反対
   側に配置され、且つ規制部材の対向する位置より現像剤
   保持部材の移動方向上流側に配置された拘束磁極と、移
   動方向下流側に配置された引き出し磁極を有し、現像剤
   保持部材上に非磁性現像剤の薄層を形成して潜像担持体
   を顕像化する現像装置において、少なくとも前記拘束磁
   極が、現像剤保持部材の停止時には規制部材直下近傍の
   第１位置と、現像剤保持部材の回転時には規制部材より
   上流側の第２位置とを、とり得るように構成されている
   ことを特徴とする現像装置。