JPS6186773A - 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】 １亙斑ｊ 本発明は電子写真法、静電記録法、磁気記録法等に於る
潜像を現像する装置に関し、更に詳しくは可動体表面に
一成分粉体現像剤を塗布し、該可動体を潜像に圧接また
は、近接させて現像する現像装置に関する。

１１且遣 従来、この種の現像法としては（１）導電性の磁性トナ
ーを使用して、静電像を形成する電荷による静電誘導を
利用して該静電像を現像する方式と（２）高抵抗のトナ
ーを使用してこのトナーをコロナ放電器により所定極性
に帯電させて現像する方式と（３）絶縁性トナーを摩擦
帯電により所定極性に帯電させ、感光体に接触させて現
像する方式がある。

第１番目の静電誘導により現像するタイプのもの１はト
ナー自身が帯電していないため、ＴＬ位の低い静電像は
現像され難く、低コントラストの画像に対しては不向き
であった。更にトナー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（ｌｉ！性体
は通常黒色である）、また、第２番目のコロナ放電を用
いる現像法では浮遊するトナーがコロナ放電電極に付着
して帯電極性を低下させ、使用とともに所期の現像特性
が得られなくなる欠点がある。第３番目の方法は原理的
には古くから知られているものであり、また、変形方式
も多数存在する。しかしながら塗布の安定性の問題とカ
ブリが生じ易い問題が解決しておらず実用化に至ってい
ない。

免豆立旦Ｊ 本発明は、従来のこのような問題点を解決し、高品質で
安定した顕画像を得る現像装置を提供することを目的と
するものである。

１立立璽遣 本発明によれば、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、該開口に潜像担持体と
対向して設けられ前記容器の内部と外部とを無端移動可
能で内部に磁界発生手段を有し、少なくとも表面が弾性
材料の現像ローラと、ｉｉ記現像ローラの外側に現像ロ
ーラと接触もしくは近接させて設けられ、磁性粒子のみ
を拘束し、現像ローラ上に現像剤の薄層を形成する磁性
粒子拘束部材とを有し該現像剤の薄層を潜像担持体と接
触させて現像する現像装置が提供されるので、高品質で
安定した顕画像を得る現像装置が提供される。

支ム遺 第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図である
。ｌは現像されるべき潜像を有する潜像担持体であり、
静電記録用絶縁ドラムあるいはＳｅ、Ｃｄｓ、ＺｎＯ２
，０ＦＣ（７）様な光導電絶縁物質層を持つ感光ドラム
もしくは感光ベルトである。現像ローラ２は潜像担持体
ｌに接触もしくは近接されている。現像ローラ２はアル
ミニウム、ＳＵＳまたは導電プラスチックの円筒上に導
電性ゴム層を有し、該ゴム層の表面は一様な１ｇｍ程度
の凹凸を有している。現像ローラ２の内部には磁石３が
固定されている。磁石３は少なくとも現像容器内側に面
する一つ以上の磁極を持っている。

現像ローラ２を配設した現像剤供給容器開口の上縁側に
は、磁性ブレード４が設けられ該ブレードはその基部が
容器側壁に固定され、先端側は開口上縁位置よりも容器
６の内方へ突入され開口上級長手に沿って延在している
。ブレード４は磁性粒子拘束部材として機能するもので
あり１例えば鋼板を横断面略「＜」の字形に曲げ加工し
たものである。容器６は非磁性現像剤と磁性粒子の混合
物５を収容する。

第２図は上記磁性ブレード４の、現像ローラ２に対する
、姿勢および角度関係図である。２５は磁極２４よりも
現像ローラ回転方向下流側で、且つローラ２を配設した
容器開口の上位置よりも現像ローラ回転方向上流側に定
めた現像ローラ上の点、ｌは磁性ブレード４の中心線、
ｎは点２５位置に於る現像ローラ２の法線である。磁性
ブレード４はその先端部を現像ローラ上の点２５の位置
にと隙間間隔ｄをあけて位置させ、且つ点２５の位置に
おける現像ローラ２の法線ｎに対しブレードの中心線！
との間に角度δをもたせて現像ローラ移動方向下流側に
傾けて配置しである。

Ｏは現像ローラ２の回転中心Ｏを通る垂直線ｍと前記法
１１Ｊｎのなす角度、ｑはローラ２の回転中心０と磁極
２４の中心とを結んだ線、πは鎖線ｑと前記垂直線ｍと
のなす角度（磁極２４の位置角度）である。

点２５位置に於る磁性ブレード４の先端部と現像ローラ
２面との前記隙間間隔ｄは０〜１０００４ｍ、好ましく
は、２００〜５００ｇｍでこの実施例では２５０ｐｍで
ある。１０００ｇｍより大きいと不可避的な振動で非磁
性現像剤が多量に漏れ出して、薄層が形成されなくなる
。

また、現像ローラ２として剛体ローラを用いた場合はこ
の間隔ｄが磁性粒子径より小さく、かつ磁性粒子径の１
７２よりも大きいと、ここに磁性粒子が詰まり剛体スリ
ーブ表面を傷つける欠点がある。

本実施例のように弾性ローラを用いるとブレード４の先
端が現像ローラ表面と接触、もしくは磁性粒子径以下に
近接しても磁性粒子により現像ローラ２の表面が損傷さ
れず、良好な薄層が得られる。したがって、この間隔ｄ
の許容範囲が広がり、磁性ブレード４の設定が容易にな
る。

第１図に戻って、磁性粒子は粒径が１０〜２００μ、好
ましくは７０〜１５０ルである。各磁＋１１粒子は磁性
材料のみからなるものでも、磁性材料と非磁性材料との
結合体でもよいし、二種類似ｔの磁性粒子の混合物でも
良い、磁性粒子は磁石３によって、現像ローラ２の表面
に磁性粒子層として吸着保持される。ここで磁石３の磁
極位置に対応する現像ローラ表面付近では、磁性粒子層
はＩａＶｊの強い磁界によって磁性粒子の磁気ブラシと
なっている。

また、磁性粒子拘束部材たる磁性ブレード４の先端部近
傍部の磁性粒子層部分は、現像ローラ２が矢示す方向に
回転駆動されても、重力と磁気力および磁性ブレード４
の存在による効果に基づく拘束力と、現像ローラ２の移
動方向への搬送力との釣合によって、現像ローラ２表面
の点２５位置で拘束され、多少は動き得るがほとんどど
不動である。

磁極２４の配置位置と磁性粒子の流動性および磁気特性
を適宜選ぶことによって現像ローラを矢印す方向に回転
させた時、前記磁気ブラシは重力と磁極による磁気力と
摩擦力および磁性粒子の流動性（粘性）によって、矢印
Ｃの如く循環し、磁気ブラシはこの循環の際に磁性粒子
の上にある現像剤層から非磁性現像剤を逐次取り込んで
現像剤供給容器Ｂ内の下部に戻り、以下現像ローラ２の
回転駆動に伴ないこの循環を繰り返す、磁性ブレード４
は直接にはこの循環には関与しない。

現像ローラ２の表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、流動中の磁性粒子との摩擦、現
像ローラ２表面との摩擦などで帯電する。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樹脂などの絶縁処理を施し、磁性粒
子からのトリポ付与を少なくし、必要な帯電を現像ロー
ラ２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、現像ローラ２への現像剤塗
布が安定する。この現像剤は非磁性であるため、磁極の
磁界によっては拘束されず、現像ローラ２の表面が、現
像ローラ２を配設した容器開口下縁の磁性部材７の所か
ら磁性ブレード４の先端部まで回転移動する間に、鏡映
力によって現像ローラ２の表面に均一に薄くコーティン
グされる。

そして磁性ブレード４の先端部近傍の磁性粒子は、現像
ローラ２が回転していても前述したように重力、磁気力
、磁性ブレード４の存在による効果に基づく拘束力およ
び現像ローラ２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４の先端部と現像ローラ２
の表面との隙間部ｄを通過せず、現像ローラ２の表面に
形成された非磁性現像剤のコーティング薄層のみが、現
像ローラ２の回転に伴ない隙間部ｄを通過して潜像保持
体１側に回動搬送され、該潜像保持体面に摺擦される。

この場合相対速度はＯでも、あるいはローラの方を高速
としてもよい。

８は現像スリーブ２の表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、また上記非磁性現像剤の薄層
を保持した現像ローラ２と潜像保持体ｌとの接近対面部
を現像部と称す。

現像部に於て、現像ローラ２の表面上の非磁性現像層８
は、現像保持体ｌと現像ローラ２の間にバイアス電源（
不図示）で交流に直流を重畳した電圧を印加することに
よって形成された電界によって、ＷＩ像保持体１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
順次に行われる。バイアス電源は交流でも良い。

現像部を通過して現像剤層が選択的に現像に供されて消
費された現像ローラ面は、引続く回転連動で再び現像剤
供給容器６内へ戻り、あらためて磁性粒子層と接触、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１面の現像
が１！１続的に実行される。ｍ性粒子層へは前記したよ
うに磁性粒子の循環層によりその外側に存在する非磁性
現像剤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、現像ローラ２の所謂ゴースト像現像を防止す
るために、容器６内へ戻った現像ローラ面から現像に供
されなかった現像剤層を一旦スクレーパ手段（不図示）
でかき落し、そのかき落された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わせるようにす
るのもよい。

非磁性現像剤には、流動静を高めるためにシリカ粒子や
潜像保持部材３たる感光体表面（例えば転写方式画像力
）の研磨のために研磨剤粒子等を外添してもよい、また
、非磁性現像剤中に少量の磁性粒子を加えたものを用い
てもよい。

かくして上記例の現像装置は、非磁性現像剤を現像剤保
持部材面に対し各部十分な帯電量を有し、かつ均一な薄
層として長期にわたって安定にコーティング形成させる
ことができる。したがって、この薄い現像剤層によりｌ
ＩＩ像保持面の潜像を鮮明にかつ解像性よく現像処理す
ることが可能となる。

また、非磁性現像剤は色彩の鮮やかものを得ることがで
きるから、色再現性に優れた高品位のカラーコピー（単
色、多色、天然色）を得ることができる。また磁性粒子
拘束部材を現像保持部材の移動方向下流側に傾けて配置
したことから、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、磁性粒子拘束部材での磁
性粒子の漏れを効果的に防止できる。

現像部における潜像保持体１と現像ローラ２の関係を第
３および４図により説明する。現像ローラ２の表面には
前述の方法により非磁性現像剤の薄層８が形成される０
本発明による現像？を置では、現像ローラ２と潜像保持
体１が第３図のように接触しててもよく、また、第４図
のようにこれらが近接していて、非磁性現像剤層８のみ
が潜像側保持体ｌと接触するようにしても良い。

前記説明では、現像ローラとしてアルミニウム等の導電
性円筒表面に導電ゴム層を被覆したものを使用したが、
硬度と表面性の両方を満足する構成として、導電性円筒
のまわりに多孔質ゴム層（スポンジ）を設け、これに導
電性ゴム例えば導電性シリコンチューブを接着被覆した
ものを用いることもできる。この表層は導電性を有しか
つ感光体を傷つけない程度の適度な弾性を有するもので
あればゴム以外の金属の薄膜でも良い。

第５図はこのような中間弾性層ローラを用いた実施例を
用いた実施例である。第５図において磁性粒子拘束ブレ
ード４は非磁性部材からなり、現像ローラ２の表面と接
触もしくは近接して配置しである。現像ローラ２と非磁
性ブレード４との間隙をゼロから磁性粒子径の１７３ま
でに設定する。このため、現像ローラ２の回転な伴い磁
性粒子が漏れ出すことはなく充分なトリボを持つ非磁性
現像剤の薄層コートが得られ良好な画像を得ることがで
きる。

さらに第６図に示すごとく、磁性粒子の循環を促進し、
非磁性現像剤の摩擦帯電を高めるために、撹拌部材５１
を設けても良い、第６図の実施例では磁性粒子をブレー
ド４↑拘束するだけでなく、積極的に現像ローラ２から
離脱せしめるように、ブレード４の先端はナイフェツジ
状で現像ローラに対してこのナイフェツジ部が接してい
る０本実施例では磁性粒子の循環が促進され現像ローラ
２への非磁性現像剤の供給能力が高まり高速の現象に対
しても安定した画像を保ち続けることが可能である。

第７図および８は本発明に係る現像装置に用いられる現
像ローラ２の構造の例である。第７図において中心軸６
３Ｊｉ１石を６４が固定されている。その外側にはアル
ミニウム等の導電性剛体の円筒６２が回転可能に取付け
られている０円筒６２の外面には導電性ゴム層６１が固
定されている。導電性ゴム層６１の厚みは潜像担持体ｌ
が剛体の場合と弾性体の場合では若干具なることが好ま
しい、潜像担持体１が剛体の場合は、導電性ゴム層６１
の厚みは０．５〜７．０ｍｍ好ましくは１．０〜５．０
ｍｍが良い、また、潜像担持体ｌも弾性を有する場合は
、導電性ゴム層６１の厚みは０．１〜７．０ｍｍが良い
、ゴム層６１が厚すぎる−と内部の磁石６３の磁界が著
しく弱められてしまい、７．０ｍｍ以上のゴム層厚では
磁性粒子の拘束、循環が不充分となる。これは導電性剛
体の円筒６２の厚みについても同様で、５　、０ｍｍ以
下がよい、導電性ゴム６１の表面は一様な０．３〜５．
０ｐｍ、好ましくは、０．８〜２．０ｐｍの凹凸を有す
ることが好ましく、これにより非磁性現像剤の搬送性を
高めることができる。

磁石６３は現像ローラ表面で３００〜 １０００ガウスの磁力を持つのが良い。

第８図は中間弾性層タイプの現像ローラで第７　＋＋ｆ
ｆｌと同様に中心軸６３に磁石６４が固定され、その外
側には剛体の円筒６２が回転可能に取付けられている０
円筒６２の外面には、スポンジ等多孔質夕ｐ性体６５が
固着され、その外側には導電性ゴムチューブ６６が固着
されている。

第７および８図において、導電性ゴムの材質は非磁性絶
縁性現像剤に対し該現像剤に所定の極性の電化を摩擦帯
電によって与えるように、摩擦帯電系列が選定されてい
る。また、このゴム層は通常の導電性を示すものではな
く、感圧導電ゴムでもよい、この場合、潜像担持体ｌに
接触した部分のみの導電度が増加して、実質的に導電性
となり、現像バイアスが印加され現像される。潜像担持
体１に接触しない部分は実質的に絶縁性を示し、上記の
如く非磁性現像剤とは逆の極性を持ちやすい材質を選択
しておけば、潜像担持体ｌに接触しない部分では非磁性
現像剤が強く拘束されて飛散が少なくなるとともに、非
磁性現像剤の摩擦帯電量が増し、ガブリのない良好な画
像が得られる。

完」ＬＱ」ＬＪ 以上説明のごとく、本発明によれば非磁性現像剤の薄層
が安定に形成され、しかも摩擦帯電が充分に与えられる
ため、ガブリのない高品位の画質が得られ、また接触現
像を行うために、非磁性−成分非接触現像に比較して低
電位現像が可能になると共に、画像濃度の高い画像が得
られる効果がある。さらに弾性ローラを用いることによ
り磁性粒子拘束部材と現像ローラｄの許容範囲を広げる
ことが可能となり、この間隔の設定が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の断面図、第２は第１図
の現像装置における磁性ブレードと現像ローラの姿勢お
よび角度関係を示す断面ｌ（、 第３および４図は現像ローラと潜像担持体との関係断面
図、 第５図は本発明の他の実施例の現像装置の断面図、 第６図は本発明の更に他の実施例の現像装置の断面図、 第７および８図は本発明に係る現像？ｔＲに用いられる
現像ローラの例の断面図である。 １血立１」 １：Ｈｓ像担持体 ２：現像ローラ ３：磁界発生手段 ４ニブレード ５：磁性粒子 第１図 第２図 第５図 第６図 第７図 第８図 手糸売ネ市正書　（方式） 昭和１１１０年２月２１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、該開口に潜像担持体と対向して設けられ
   前記容器の内部と外部とを無端移動可能で内部に磁界発
   生手段を有し、少なくとも表面が弾性材料の現像ローラ
   と、前記現像ローラの外側に現像ローラと接触もしくは
   近接させて設けられ、磁性粒子のみを拘束し、現像ロー
   ラ上に現像剤の薄層を形成する磁性粒子拘束部材とを有
   し該現像剤の薄層を潜像担持体と接触させて現像するこ
   とを特徴とする現像装置。