JPS6186770A - 現像剤薄層形成装置 - 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】 １走盟ｊ 本発明は乾式現像剤の薄層形成装置に関する。更には、
非磁性現像剤の薄層形成装置に関する。

ｆｆＪｉＪＬ猪 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１等の向上が求められてい
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
ては特公昭５９−８８３１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（１１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の問題点が
ある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方式としてビー八−の
毛のような柔らか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
布する方式が提案されている。

しかしながら上記１ａ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ｌの規制は可
能であるが、均一な塗布は行なわれず、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なわれないため、か
ぶり等の発生しやすい問題点があった。

ｌ１立１名 上述の従来方法と全く異なる新規な薄層形成方法として
、現像剤保持部材の表面の移動方向に関し、磁性粒子拘
束部材の上流側に磁性粒子による磁気ブラシを形成し、
この磁気ブラシにより非磁性現像剤の薄層を現像剤保持
部材に形成する方法が提案されている。しかし乍ら、こ
の現像装置においては、容器内で形成される磁性粒子の
層が十分に循環していないと、現像剤が磁性粒子層へ充
分に補給されない為、現像剤保持部材に形成される薄層
にムラが生じ、これが現像に供されたときは現像ムラが
生ずることになる。また１画像形成装置本体から加えら
れる振動等によって、磁性粒イの循環が阻外され、？ａ
磁性粒子＠環が不充分になったり、あるいは停止するこ
とがあり得る。

これが生じた場合は、現像剤の磁気ブラシ部分への供給
が減少するので現像剤保持部材に保持される現像剤のト
リポが上昇し、現像部で通常の現像バイアスを印加して
も現像剤が像担持体へ飛翔せず、現像できないといった
不都合（いわゆる白抜け）を生じる場合もある。

従って、本発明は、容器内に拘束された、磁性粒子を使
用して、現像剤保持部材上に非磁性現像剤のＳ層を形成
する装置において、磁性粒子が容器内で長期にわたって
安定に十分循環することができる現像剤【層形成装置を
提供することを目的とする。

Ｌ豆立１」 本発明の装置は、開口を有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を無端移動可能な
現像剤保持用非磁性部材と、該保持部材内部に設けられ
た固定磁界発生手段と、現像剤供給容器の内部で前記現
像剤保持部材上に形成され、上部に現像剤を保持可能な
、磁性粒子層と、前記現像剤保持部材の外側に設けられ
、固定磁界発生手段とともに前記磁性粒子の基層を現像
剤供給容器内部に拘束する磁性粒子拘束部材と、を有し
、さらに、前記磁性粒子層内部、特に現像剤保持部材に
近接している磁性粒子を撹拌する部材を有するので磁性
粒子の循環を円滑にかつ長期的に安定化し、しかも、現
像剤の磁性粒子層への供給を確実にする効果がある。

１亙１ 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。第１図は
本発明の適用可能な非磁性現像剤薄層形成方法および装
置の説明図である。第１図の装置は現像剤供給容器２１
、現像剤保持部材としての現像スリーブ２２を有する。

現像スリーブ２２は例えばアルミニウム等の非磁性スリ
ーブであり、現像剤供給容器２１の左側壁の下部に容器
長手方向に形成した横長開口に、右略半周面を容器２１
内へ突入させ、左略半周面を容器外へ露出させて回転自
由に軸受させて横設してあり、矢示の反時計方向すに回
転駆動される。現像剤保持部材２２は上記円筒体（スリ
ーブ）゛に限らず、回動駆動される無端ベルト形態等に
してもよい、該現像スリーブ２２の容器外露出面は、矢
示ａ方向に面移動駆動されている感光体等の潜像保持部
材３面に僅小な間隙を存して対面している。

現像スリーブ２２内には固定磁界発生手段としての固定
の永久磁石（マグネット）であり、図示の位置・姿勢に
位置決め保持されており、現像スリーブ２２が回転駆動
されてもこの磁石２３は図示の位置・姿勢にそのまま固
定保持される。この磁石２３はＮ極２４．Ｓ極２５の磁
極を有する。磁石２３としては永久磁石に代えて電磁石
としてもよい。

磁性粒子拘束部材としての磁性ブレード２４が現像スリ
ーブ２２を配設した現像剤供給容器開口の上縁側に設け
られ、その基部は容器側壁に固定され、先端側は開口上
縁位置よりも容器２１の内方へ突入させて開口上級長手
に沿って配設されている。これは例えば鉄板を横断面略
くの字形に曲げ加工したものである。

第２図に示されるように磁性粒子ｖａ環域限定部材２６
が、磁性ブレード２４の上面側に下面を接触させて設け
られ、その前端面２６ａはアンダーカット面とされてい
る。

現像剤供給容器２１内には順次に収容した磁性粒子２７
と非磁性現像剤２８がある。

現像剤供給容器２１の底板は、現像剤保持部材たる現像
スリーブ２２の下方に延長させて現像剤が外部に漏れな
いようにしである。またこの現像剤の外部への漏出の防
止をさらに確実ならしめるために、その延長底板２１ａ
の上面に、漏出現像剤を受は入れて拘束する漏出現像剤
捕集容器部２９と、延長底板２１ａの先端縁長手に沿っ
て飛散防止部材３０を配設しである。この部材３０には
後述する電圧が印加される。

磁性粒子２７は粒径が３０〜２００μ、好ましくは７０
−１５０μ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、モしてこの磁
性粒子２７を先ずはじめに現像剤゛供給容器２１内に投
入することにより、その磁性粒子２７が容器ｚｌ内に臨
んでいるスリーブ面領域、即ち磁性粒子ないしは現像剤
の漏出を防上するための磁性部材３１から磁性ブレード
２４の先端部までのスリーブ面傭城各部にスリーブ２２
内の磁石２３による磁界により吸着保持された磁性粒子
層として該スリーブ面領域を全体的に覆った状態となる
。非磁性現像剤２８は上記磁性粒子２７の投入後容器２
１内に投入され、上記スリーブ２２に対する第１層とし
ての磁性粒子層の外側に多量に貯溜して第２層として存
在する。

上記蛙初に投入する磁性粒子２７は、磁性粒子に対して
もともと約２〜７０％（重量）の非磁性現像剤２８を含
むことが好ましいが、磁性粒子のみとしても良い、又磁
性粒子２７は一旦上記スリーブ面領域に磁性粒子層とし
て吸着保持されれば、装置振動や、装置をかなり大きく
傾けても実質的に片寄り流動してしまうことはなく、上
記スリーブ面領域を全体的に覆った状態が保持される。

而して容器２１内に上記のように磁性粒子２７と非磁性
現像剤２８を順次に投入収容した状態に於て１ｍ石２３
の磁極２４位置に対応するスリーブ表面付近の磁性粒子
層部分には磁極２４の強い磁界で磁性粒子の磁気ブラシ
２７ａが形成される。

又磁性粒子拘束部材たる磁性ブレード２４の先端部近傍
部の磁性粒子層部分は、スリーブ２２が矢示す方向に回
転駆動されても重力と磁気力及び磁性ブレード２４の存
在による効果に基づく拘束力と、スリーブ２２の移動方
向への搬送力との釣合によって現像剤供給容器？ｌ内に
拘束され。

多少は動き得るが殆ど不動の静止層２７ｂを形成する。

又スリーブ２２を矢示す方向に回転させた時、磁極２４
の配置位置と磁性粒子２７の流動性及び磁気特性を適宜
選ぶことによって、前記磁気ブラシ２７ａは磁極２４の
付近で矢印Ｃ方向に循環し、循環Ｐ＋２７０を形成する
。該循環層２７ｃにおいて、スリーブ２２に比較的近い
磁性粒子分はスリーブ２２の回転によって磁極２４近傍
からスリーブの回転下流側にある前記の静止層２７ｂの
上へ盛り上る。すなわち上部へ押し上げる力を受ける。

その押し上げられた磁性粒子分は、磁性ブレード２４の
上部に設けた磁性粒子循環域限定部材２６により、その
循環領域の上限を決められているため、磁性ブレード２
４１へ乗り土がることはなく、重力によって落下し、再
び磁極２４近傍へ戻る。この場合スリーブ表面から遠く
に位置するなどの理由で小さい押し上げ力を受ける磁性
粒子分は、磁性粒子循環限定部材２６に到達する前に落
下する場合もある。つまり該循環層２７ｃ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の如く磁性粒子の磁気ブラシ２７ａの循
環が行なわれ、磁気ブラシはこのｆｆｉ環の際に磁性粒
子層の上にある現像剤層から非磁性現像剤２８を逐次取
込んで現像剤供給容器２１内の下部に戻り、以下スリー
ブ２２乃回転駆動に伴ないこの循環を繰返す、＆ａ性ジ
ブレード２４直接にはこの循環には関与しなＩ／％。

スリーブ２２面の磁性粒子層内に逐次に取込まれ混入し
た非磁性現像剤は、磁性粒子の流動で磁性粒子との摩擦
、現像スリーブ面との摩擦等で帯電する。この場合、好
ま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４！１１１１１などの絶縁処理を施
し、磁性粒子からのトリボ付与を少なくし、必要な帯電
を現像スリーブ２２か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、現像スリー
ブ２２への現像剤塗布が安定する。この帯電現像剤は非
磁性であるため、磁極２４の磁界によっては拘束されず
、スリーブ面がスリーブ２２を配設した容器開口下縁の
磁性部材３１の所から磁性ブレード２４の先端部まで回
転移動する間に、鏡映力によってスリーブ表面に各部均
一に薄くコーティングされる。

そして磁性ブレード２４の先端部近傍の磁性粒子静止層
２７ｂの磁性粒子は、スリーブ２２が回転していても前
述したように重力と磁気力及び磁性ブレード２４の存在
による効果に基づく拘束力と、スリーブ２２の移動方向
への搬送力との釣合いによって拘束されて、磁性ブレー
ド２４の先端部とスリーブ２２との間隙部ｄを通過せず
、スリーブ２２面に形成された上記非磁性現像剤のコー
ティング薄層のみが、スリーブ２２の回転に伴ない間隙
部ｄを通過して潜像保持体３側に回動搬送され、該潜像
保持体面に接近対面する。２８ａは現像スリーブ２２面
に形成された非磁性現像剤のコーティング薄層を示す、
又上記非磁性現像剤の薄層を形成した現像スリーブ２２
と潜像保持体１１との近接対面部を現像部３２と称す、
尚、図中の３３はスリーブ２２の長手方向の両端部に設
けられた現像剤阻止部材で、スリーブ両端部での非磁性
現像剤の塗布を阻止している。

現像部３２に於て、現像スリーブ２２面側の非磁性現像
剤層２８ａは、潜像保持体３と現像スリーブ２２の間に
バイアス電源３４で交流に直流を重畳した電圧を印加し
た現像バイアスの電界によって、潜像保持体３面へ潜像
パターンに対応して選択的に移行付着し潜像の現像が順
次に行なわれる（この現像方法については例えば特公昭
５８−３２３７５号公報参照）、バイアス電源３４は交
流でも直流でもよい。

現像部３２を通過して現像剤層が選択的に現像に供され
て消費された現像スリーブ面は引続くスリーブの回転駆
動で再び現像剤供給容器２１内へ戻り、あらためて磁性
粒子層と接触し、その層内に含有されている非磁性現像
剤のコーティングを受けるサイクルが繰り返され、潜像
保持部材３面の現像が連続的に実行される。磁性粒子層
へは前記したように磁性粒子の循環層２７ｃによりその
外側に存在する非磁性現像剤２８の貯溜層から逐次現像
剤が取込まれて自然補給される。尚、現像スリーブの所
謂ゴースト像現象を防止するために、容器２１内へ戻り
回動した現像スリーブ面から現像に供されなかった現像
剤層を−Ｈスクレーバ手段（不図示）でかき落し、その
現像剤層かき落しスリーブ面を磁性粒子層に接触させて
現像剤のコーティングを行なわせるようにするものよい
。

非磁性現像剤２８には、流動性を高めるためにシリカ粒
子や１例えば転写方式画像形成装置に於て潜像保持部材
３たる感光体表面の研摩のために研摩側粒子等を外添し
てもよい、又非磁性現像剤２８中に少量の磁性粒子を加
えたものを用いてもよい。

上記のＭ４＊において、はぼ満足できる現像剤薄層形成
装置が得られる。しかしながら、長期間にわたって使用
した際に、現像装置が画像形成装置本体より受ける機械
的振動により、あるいは現像装置の交換等（画像のカラ
ー化に伴って複数色現象装置を交換して用いる場合）の
際に起こる振動、衝撃等によって、循環層２７ｃの循環
が悪化することがある。前記したように、磁性粒子層に
は、磁性粒子の循環層２７ｃによりその外側に存在する
非磁性現像剤２８が取り込まれて、自然補給がなされる
。したがって、循環層２７ｃの循環が悪化すれば、磁性
粒子層への非磁性現像剤２８の補給が滞り、現像スリー
ブ２２上に形成される非磁性現像剤２８の薄層の厚さに
ムラを生じ、その結果画像にも濃度ムラを生ずることに
なる。また、上述の如く現像装置への外部からの機械的
振動により循環層２７ｃの循環が限外されたり、あるい
は、極端な場合停止した際には、現像スリーブ２２に薄
層化された非磁性現像剤２２のトリポが上昇し、いわゆ
る白抜けを生じる等の不都合がある。

第２図はこの問題を解決する本発明の実施例を示す０本
図において、第１図の装置の対応する部材には同一の参
照符合が符されている。

この実施例においては、磁性粒子の循環層２７ａ中に現
像スリーブ２２に近接した磁性粒子を撹乱すべく矢印ｄ
の方向に回転する撹拌手段３５が設けられている。現像
スリーブ２２がｂの方向に回転することに伴って磁性粒
子の循環層２７ａは図中のＣの方向に循環する。撹拌手
段３５は磁性粒子の循環と同方向に回転し、磁性粒子の
循環を補助又は促進することにより、非磁性現像剤２２
の循環Ｒ２７ａへの長期的に安定かつ均一な供給を行な
い、画像上の濃度ムラや、白抜は等を防止する。

第２図において、磁性シール３１と現像スリーブ２２内
の固定マグネット２４との間の磁界により磁性粒子層２
７の下部は、シール層２７ｃを形成し、該シール層２７
ｃ中の磁性粒子は。

２７ａの＠環層と異なり、現像スリーブ２２が回転して
も、はとんど動かない、したがってシール層２７ｃ上に
在る磁性粒子及び非磁性現像剤２８が、現像スリーブ２
２と磁性シール３１との間隙から現像器下部へ漏れるこ
とを防止している。磁性粒子の＠環層２７ａの循環によ
り、非磁性現像剤２８は、磁性粒子層２７中へ供給され
、現像スリーブ２２近傍まで搬送される。この搬送路は
。

主に、循環層２７ａ下部、特にシール層２７ｃと循環層
２７ａとの境界領域にあり、本実施例においては、撹拌
手段３５の撹拌軌跡の一部が、シール層２７ｃと循環層
２７ａとの境界領域に重複しているので、非磁性現像剤
２８の現像スリーブ２２への供給が安定化される。

撹拌手段３５の最適撹拌速度は、磁性粒子の飽和磁化、
粒度分布、非磁性現像剤の粒度、トリポ付与などの物性
、現像スリーブ２２の周速等により適宜選択されるが、
１〜６０ｒ、ｐ、ｍが適当である。また、連続駆動であ
っても間欠駆動であってもよいが、間欠駆動の場合は駆
動開始時に加速度が大きくなりすぎてカブリを助長する
可能性があるので、連続駆動が望ましい。

第２図の実施例において、撹拌手段３５の撹拌半径を２
通りに変化させて、撹拌の効果を確認した。その結果を
第１表に示す。

第１表に示した例においては、６１性粒子として粒径１
００〜８０ル（１５０／２００メツシユ）の鉄製粒子（
最大磁化１９０ｅｍｕ／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
フタロシアニン系顔料５部から成る平均粒径１０＝のト
ナー粉体に５０イダルシリ力０．６％を外添したブルー
トナーを用いた。

又、撹拌手段としては、直径１．８ｍｍの非磁性棒を折
り曲げた撹拌棒を用い、現像器外部のモータより駆動し
、６ｒ、ｐ、＋ｎで回転撹拌を行なった。

第１表において、「撹拌半径が大」のもの（半径３ｍｍ
）は、現像スリーブ２２の表面と撹拌軌跡との最近接距
離が１ｍｍ程度、「撹拌半径が小」のもの（半径２ｍｍ
）は、現像スリーブ２２と撹拌軌跡との最近接距離２ｍ
ｍ程度とした０以上２つの撹拌半径の異なる例では、い
ずれも撹拌軌跡が、磁性粒子層の゛内部に包含されてい
た。

比較例として第３図および第４図の構成についての実験
結果を合わせて表１に示す、第３図の構成は、撹拌手段
３５を非磁性現像剤層中に設け、撹拌軌跡が非磁性現像
剤層中に包含され非磁性現像剤２２のみを撹拌するもの
である。第４図の構成では、撹拌手段３５を非磁性現像
剤層と磁性粒子層との境界域に設け、非磁性現像剤２２
と磁性粒子２７の両者を撹拌するものである。

第３図、第４図の構成はこれらの点を除いて、第１図の
構成と同様であるので、対応する部材に同一の参照符合
を符することにより詳細な説明を省略する。

表１に示したように、撹拌軌跡が磁性粒子層の内部に包
含されている第２図の構成においては、撹拌のないもの
に比べて、カブリが助長されることなく、シかも白抜は
防止効果がある。また、撹拌径が大の第２図の例は撹拌
径が小の実施例とを比較して白抜は防止効果が大である
ことが表１から理解される。したがって、現像スリーブ
２２と撹拌軌跡との最近接距離は小さい方が望ましいこ
とがわかる。つまり、現像スリーブ？２のごとく近傍の
磁性粒子を撹拌することが望ましい、比較例２（第４図
）においては、現像スリーブ２２と撹拌軌跡との最近接
距離は３ｍｍ程度であるが、白抜は防止効果がある。し
たがって、現像スリーブ２２と撹拌軌跡との最近接距離
は３ｍｍ以下が望ましい。

また、いずれの比較例でもカブリが著しいことから理解
されるように、撹拌軌跡の一部又は全部が非磁性現像剤
層中にあるものは、カブリを助長する弊害が生じるので
、撹拌軌跡は磁性粒子層内に含まれることが望ましい。

本実施例において、撹拌の方向は図中ｄの矢印で示した
方向であったが、逆転させた場合でも白抜は防止効果が
あることが確認された。しかしながら、磁性粒子の循環
層２７ａの動きと撹拌棒の動きが逆となり、撹拌速度が
大きい場合には、かえって非磁性現像剤２８の供給を妨
げることにもなるので、非磁性粒子の循環層２７＆の動
きと同一方向になるように撹拌方向を定めることが望ま
しい。

また撹拌棒は常に磁性粒子層内（特に磁性粒子の循環層
２７ａ）にある為、撹拌棒を形成する棒の径ｄ、は、磁
性粒子の循環層の動きを阻外しない程度の大きさ以下で
、かつ磁性粒子を撹乱させる大きさが必要である。これ
から棒径ｄｉの下限は、磁性粒子層を撹拌する際の負荷
による棒の変形等をかんがみて機械的強度で制限され、
上限は、磁性粒子層の厚みをｄ２として、ｄ！≦ｄ。

／３とすることが磁性粒子層の循環層２７ａの動きを阻
外しない観点から望ましい。

次に本実施例で用いた撹拌棒の形状を第５図に示す、撹
拌棒の形状は磁性粒子の循環を妨げない形状が望ましく
、第６図のような形状でも良い、又、撹拌棒の材質は、
非磁性棒でも磁性棒でも良く、磁性棒であれば、撹拌能
力が強いという利点の反面、スリーブ内固定マグネット
２３の磁力を受けて、変形する可能性もある。

以上説明したように１本発明によれば、撹拌手段３５に
より磁性粒子の撹拌および非磁性現像剤の取込みが十分
に行なわれ、しかも、非磁性現像側に対するトリポ帯電
を確実ならしめるので現像剤のかぶりや自抜けが生ずる
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の適用可能な非磁性現像剤薄層形成装
置の断面図。 第２図は、本発明の実施例で非磁性現像剤薄層形成装置
の断面図。 第３および第４図は、比較例としての構成の非磁性現像
剤薄層形成？ｔ＠の断面図。 第５および第６図は、本発明の実施例に用いる撹拌棒の
斜視図。 ３は像担持体、２２は現像剤保持部材、２７は磁性粒子
、２８は非磁性現像剤、３５は撹拌手段である。 第１　図 第２図 第３図 第４図 第５図 王

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口を有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を無端移動可
   能な現像剤保持用非磁性部材と、該保持部材内部に設け
   られた固定磁界発生手段と、 現像剤供給容器の内部で前記現像剤保持部材上に形成さ
   れ、上部に現像剤を保持可能な、磁性粒子を含む磁性粒
   子層と、 前記現像剤保持部材の外側に設けられ、固定磁界発生手
   段とともに前記磁性粒子層を現像剤供給容器内部に拘束
   する磁性粒子拘束部材と、前記磁性粒子層内に包含され
   、該保持部材に近接している磁性粒子を撹乱する撹拌手
   段とを有することを特徴とする現像剤薄層形成装置。
2. （２）前記攪拌手段は線状部材から成り、 該軌跡と、前記現像剤保持部材との最近接距離が、３ｍ
   ｍ程度以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の現像剤薄層形成装置。
3. （３）前記撹拌手段の撹拌部材が、線状部 材から成り、前記現像剤保持部材と最近接位置にある状
   態において、該線状部材の直径をｄ＿１とし、該位置に
   おける法線方向の磁性粒子層の厚みをｄ＿２とした際、
   ｄ＿１≦１／３ｄ＿２なる関係を満たす撹拌手段を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の現像
   剤薄層形成装置。