JPS6190175A - 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〕 不発明は電子写真、静電記録、静電印刷、ファクシミリ
、！子プリンタ等に用いられる現像装置に関し、特に現
像領域に搬送される現像剤の層厚規制手段の改良に関す
る。

〔従来技術〕

例えば磁性を有する乾式現像剤を用いる電子器Ａ複写機
等の現像装置においては、現像剤は複数の磁極を有する
磁石体と、その外周な相対的に回動するスリーブとから
成る現像剤搬送体により現像領域へと搬送されると共に
、搬送の過程で像支持体表面を摺擦して静電荷偉を現像
するため、スリーブ表面に現像剤の穂立ちが形成される
。この現像剤の穂立ちは像支持体表面をｉｋ適の状態で
摺擦できるようにするため、現像領域に至る前に現像剤
の層厚を規制する規制手段により規制される。

かかる規制手段においては、その長手方向両端部が磁石
体の磁力線の向きの違いや、現像剤搬送担体を支持する
側板による干渉作用等があるため、他の領域とは現像剤
の櫨立ちが異なり従って又層厚に大きな違いが生じる。

そのため感光体との圧接により現像剤の粒塊、塵埃の発
生や、現ＩＩ！剤の目詰り現象が生じ易い。

そこで例えば米国特許第３，９１５．１２１号明細査に
は現像剤搬送担体のスリーブに溢って現像剤を案内し、
かつ現像剤の層厚を規制するガイド板に磁石片を配設す
る技術が開示されている。即ち前記ガイド板の長手方向
両端部外側に磁石片を配設してスリーブとガイド板との
間に現像用の穂立とは逆向きの端部穂立ちを形成し、該
端部穂立によりガイド板の両端部近傍の現像剤の流動を
規制し、他の領域の現像剤の流動との違いを軽減するよ
うにしている。

ところで近時複写機の分野において像支持体を現像剤で
摺擦することなく現像を行なう方式が注目されている。

この方式は、可視化されたトナー像が均一でかつ高速現
像できるのみならず多色画像の形成において優利である
点から注目されているＯ例えばＩ″°１：　　　　　　
　　　ロ　　　特願昭５８−２３８２９５号、特願昭５
８−２３８２９ｆｉ号、特願昭５８１８４３８１号、！
願昭５８−１８３１５２号の各号明細書には像支持体上
に複数のトナー像を重ね合わせて形成する多色電子写真
複写方式が提案さｔｌでいる。かかる複写方式において
は、１支持体の１サイクルにおいて複数の現像装置によ
り繰り返えして現像されるため、先の現像装置により現
像されたトナー像が、後の現１象装置の磁気ブラシによ
り摺擦されて損傷する外、先のトナー像が後の現１象装
置を汚染し、記録される多色画像のカラーバランスが乱
れるなどの問題が生ずる。そこで前記公報においては従
来のａ負ブラシを像支持体に接触して現像する方法に代
えて非接触で現像する方法が提案されている。この非接
触現像法は感光体表面と現像スリーブとの間隙が、両者
間に電位差がない場合に、現像剤層厚より大きく設定さ
れていて、スリーブと像支持体との間１ＣＩＢ動電界が
形成され、その作用でスリーブ表面の現像剤層から像支
持体表面に向けてトナーが飛翔するようになり、静電荷
像の現像が遂行される。前記非接触現像法に１６いて、
現像領域におけるスリーブと像支持体との間隙は１０乃
至２０００μｍの範囲とされ、スリーブ面上の現像剤層
を非接触とするため層厚をこの間隙より数μｍ乃至数１
０ｃｌｊｒｎ下まわるよう層厚規制手段により規制され
る。又前記間隙を介してスリーブ上の現像剤層から像支
持体に向はトナーを飛翔させるため、スリーブには１０
０Ｈｚ乃至ｔｏ　ＫＨｚの交流電圧を直流電圧と重畳し
て印加するようＫされる。かくして多色複写機等におけ
る先の現像のトナー像を後の現像で損傷する障害が排除
され、多色画像を記録する上で技術的進歩が認められる
。

〔発明が解決すべき問題点〕

しかしながら前記非接触現像法において未解決の問題が
残されていた。即あ現像剤の厚さ規制手段を通過し現像
領域へ達した現像剤が両端部近傍において内部より高い
穂立を形成し、これが像支持体表面と接触し、本来の非
接触現像が阻害される。又前記非接触現像方法において
は、微細なキャリアを有する複合現像剤を用いるのが好
ましいが、両端部の接触により像支持体表面へのキャリ
ア付着が生ずる。又両端部においても非接触となるよう
に現像剤搬送担体と像支持体との間隙を拡げた場合は、
印加きれる交流電圧値を大きくする必磨があるのみなら
ず、中央部での像支持体への現像剤の付着が過小となり
、中央部と両端部とで現像性に大きな差が出てしまう。

さらには両端部において、現像剤が像支持体と接触した
場合ブレークダウンを生じ易いとい５問題もある。

とわらの問題は先の米国特許の場合の両端部における目
詰り現像と問題点やその原因において異なる点があるが
、その清書はより重大で、その解決はより困難である。

即ち非接触現像の場合の現像剤層と像支持体との間隙は
数μｍ乃至数１００μｍと極めて小さく、その間隙を精
度よく規制するには、米国特許の場合のようにカイト板
の外側から間接的に磁力を作用させる方法では解決され
ない。

〔発明を解決するための手段〕

本発明は前記実情に基くもので、その目的とするところ
は、非接触現像装置における現ｉ１３！領域の両端部で
の非接触現像におけるｌＳ害を防止する改良された現像
剤の層厚規制部材を提供することンこある。

前記の目的は像支持体上に形成された静電荷像を、現像
領域に搬送された磁性現像剤により非接触で現像する現
像装置において、規制部材が前記現像領域の手前に設け
られ、該規制部材の両端部が中央部に比して前記現像剤
の層厚をより多く制限するように構成されている現像装
置により達成される。又％に前記現像剤の層厚を規制す
る好ましくは少なくとも一部に磁性材料を有する規制部
材によって達成される。

本発明の現像装置としては第４図忙示される従来ノマグ
ネットブラッシ現像装置が利用される。

図においてｌはドラム状像支持体、２はスリーブで矢印
方向に回動して磁性現像剤りを現像領域Ｅへと搬送する
。３は磁石体でＮ、Ｓ複数の磁極を有し、その磁力によ
り前記現像剤りを前記スリーブ２へ付着すると共ｌＣ穂
立を形成する。この外にＮ、Ｓ又互に磁極を有し、内部
の磁石体が回転する構造もとりつる。４は現像剤！一層
厚規制部材現像領域に到る現像剤が好適な非接触現像を
達成できるよう穂立のｖ４整を行なう。５は現像終了後
のスリーブ２上の現像剤を現像溜り６内に回収するため
の掻き取りブレード、７は現像剤溜り６内の現像剤を均
一混合するための補給ローラである。

ｔｏｔ′ｉスリーブ２へ印力口されるバイアス電諒で、
トナー飛散や現像カブリを防止するための直流バイアス
と非接触現像を達成するための交流ノ（イアスとから成
っており、１１は保護抵抗である。

前記５１．像剤ｊ−厚規制部材に規制された現像剤ノー
は第５図に示されるようにスリーブ２に内蔵される磁石
体３の中央部領域において磁石体３に垂直で均一な穂立
１２が形成されるが、両端部では外方に向う磁力＠１３
の作用で大きい不均一な穂立１４が形成される。又前記
両端部は現像装置の側板に押し付けられているため、前
記穂立の不均一性はさらに助長される。このため前記穂
立１４が像支持体ＩＫ接触して非接触現像が達成されず
、画像形成に際しキャリア付着、カプリ発生、）（イア
スミ圧によるブレークダウン等の障害が発生する。かか
る障害を排除するには現像領域の手前に１本発明の改良
された層厚規制部材を設けるのが効果的である。かかる
層厚規制部材としては、例えば第１図及び第２図に示さ
れるものが好ましく用いられる。第１図（イ）は本発明
の規制部材の一例を示す斜視図で、４は規制部材、１５
は規制板、１６は該規制板１５０両端で、かつスリーブ
２の矢印回動方向の上流背面にとス１７で固定された磁
性板である。１５ｍは前記規制板１５の先端部で、１６
畠は前記磁性板１６の先端部である。スリーブ２上の現
像剤は規制板１５の先端部１５ｍにより制限されて非接
触現像に適する層厚とされると共に両端部においても磁
性板１６の先端部１６＆に形成される端部穂立の作用で
適正な層厚が達成される。

第１図（ロ）、（ハ）、（ニ）及び（ホ）は前記第１図
（イ）の規制部材４のＡ−Ａ断面構造の変化例を示すも
ので、現像剤の種類、現像剤搬送体の構造もしくは速度
。

像支持体の種類等により最適の構造のものが選択される
。

第２図（イ）及び（ロ）はスリーブ２とこれに近接して
設けられた規制板１５とその端部に配設された磁性板１
６を示す正面図である。図において加は現像剤の過剰流
出を制限する端部穂立であり、又乙はスリーブ２と側板
２１との間に充当されるノくツ千ン材である。ここで磁
性板１６の形状は第１図（口国示されるように内部はど
狭い形状とするのカニよ（％　＞＆常磁性板１６の長さ
ｌは５乃至５０ｍｍとされる。

又前記規制板１５としては例えばプラスチックの一、ｍ
ｆｉ、ウレタンゴムもしくはブチルゴム等の弾性材料等
が用いられてよく、磁性板１６としては、マグネタイト
、フェライト、鉄、ニッケル、コノくルト又はそれらの
合金等強磁性体が用（・られる。又これらは永久磁石で
あってもよ一部。なおこれらの磁性板１６は規制部材４
に対し、どちら側に自己してもよい。

なお本発明に用いられる規制部材４として番ま、磁性又
は非磁性の板状体又は回転もしくは非回転のロール状体
等が用いられてよく、両端部における不均一な現像剤層
を補正できる形状又は材料力；選ばれる２、例えば第３
図に示されるように支持板おに設けられたスライド枠冴
に嵌合されてスライド可能な磁性又は非磁性の規制板１
５を設け、その先端１５ｍの両端がわづかに凸出する１
５ｂの形状としたものであってもよい。その外弁磁性の
規制板の両端部だけを磁性材料で構成するとか、磁性材
料を塗布、蒸着、ラミネート、接着等により被榎するよ
うにしてもよい。

以下に本発明に用いられる現ｆｆｆｌ剤について説明す
る。本発明においては前記現像剤搬送担体により円滑に
搬送されるため磁性を有する二成分系現像剤又は−成分
系現像剤が用いられる。かかる二成分系現像剤は一般に
磁性キャリアと非磁性トナーとから構成され、該磁性キ
ャリアとしては、平均粒径５μｍ乃至１００μｍの磁性
粒子が用いられるが均一な現像剤層を形成する点及び現
像される画像の画質の点から平均粒径１０乃至父μｍの
範囲とするのがよい。さらＫはトナーの摩擦帯電性及び
現像性等の点から前記粒径の磁性粒子に樹脂被株を施こ
すか、又は０．１μｍ乃至１μｍの微小磁性粉を樹脂中
に分散含有せしめて成る磁性キャリアを用いるのが好ま
しく、その抵抗率は１０８Ωα以上特に１０　　Ωの以
上のものとするのがよい。

平均粒径は、寅（ｉｒ平均粒径であって、コールタ−カ
ウンタ（コールタ社製）　又はオムニコンアルファ（ボ
シュロム社製ンを用いて測定さｒる。

又前記抵抗率は、粒子を０．５０ｃｄの断面積を有する
容器に入れてタッピングした後、詰められた粒子上に１
ｋｌｌｌ／ｃｒｉの荷重を掛け、荷重と底面電極との間
Ｋ　１０００　ＶΔの電界が生ずる電圧を印加したとき
の電流値を読み取ることで得られる。この抵抗率が低い
と、現１象剤搬送担体にバイアス電圧を印加した場合に
、キャリア粒子に電荷が注入されて、は支持体面にキャ
リア粒子が付着し易くなったり、あるいｈバイアス電圧
のブレークダウンが起り易くなったりする。

前記磁性キャリアの製造に用いられる磁性材料としては
、例えば鉄、クロム、ニッケル、コノ（ルト等の金属、
あるいはそれらの化合物や合金、例えば、四三散化鉄、
ｒ　酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンカン、フェラ
イト、マンガン−銅系合金等の強出性体が挙げられる。

前記樹脂被覆型又Ｆｉ樹脂分散瓜のキャリアを製造する
ための樹脂としでは例えばスチレン系樹脂、ビニル系樹
脂、エチル糸樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、
ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の
樹脂やバルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックス
等を挙げることができる。

次に前記二成分系現像剤のトナーとしては、前記キャリ
アの製造に用いられたと同様の樹脂中に着色剤、荷電制
御剤等を含有せしめた平均粒径１μｍ乃至刃μｍの粒子
が用いられる。粒径が１μｍ以下の場合は画像形成の際
カブリが発生し易くなり、加μｍ以上の場合画像の荒れ
が目立つようになる。前記着色剤としては、例えばカー
ボンブラック、アニリンブラック（黒色トナー用）、銅
フタロシアニン、スルホンアミド８導体（シアントナー
用）、ナフトールイエロー、キノリンイエロー、ヘンジ
ジン誘導体（イエロートナー用）、ローダミンＢレーキ
、カーミンＢ、アシドマゼンタ（マゼンタトナー用）等
が用いられ、トナ−９１５重ｆｔ％以下の範囲で添加さ
れる。

又正の荷電制御剤としては例えばニグロシン系の電子供
与性染料が多く用いられ、負の荷電制御剤としては例え
ば塩素化パラフィン、塩素化ボリエ２チル、塩素化銅フ
タロシアニン等の電子受容性錯体が用いられ、トナー中
５重量％以下の範囲で添加される。

次に前記−成分系現像剤を構成する磁性トナーは前記二
成分系現１」剤のトナー中にキャリア区分として用いら
れた磁性材料を０．１μｍ乃至１μｍの微粉状として５
乃至７０重量％含有される。かかる二成分系又は−成分
系現像剤中には例えばコロイダルシリカ、疎水性シリカ
、金属石＃、シリコン。

フェス、非イオン界面活性剤等の流動化剤を含有しても
よい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明するが本発明の
実施の態様がこれにより限定されるものではない。第６
図は本実施例を説明する多色複写機の断面図であり、３
０は径１２０　ｍｍの像支持体でアモロファスシ’Ｉ　
コｙｈ８光Ｎ：ｕを有り、、周速＋２０ｙ＋ｚ／ｓ＠Ｃ
で矢印方向に回動される。３２はスコロトロン帯電器、
おは半導体レーザ装置でＬは該装置間から出力されるレ
ーザ光、あ乃至３７は第１．第２゜ｍ３＋ｇ４の各現ｔ
ｇｔ器、あ乃至４１は各現像器のスリーブ、４２乃至４
５は各現像器の現像剤ｉｔ規制部材テ、Ｔｈル。４６乃
至４９は各現像器に印加される交流バイアス、関乃至５
３は各現像器に印加される直流バイアスである。５４は
転写前帯電器、５５は転写前露光器、５６は転写電極、
５７は加熱定着ローラ、５８はクリーニング前除電装置
、５９はクリーニング装置で６０はクリーニングブレー
ド、Ｐは転写紙である。

又現像装置Ｕ乃至３７は第４図の構造と同様の非接触現
ＸｉＩ装置である。

又前記現像装置あ乃至３７に収容される現像剤は二成分
系磁性現像剤であり、キャリアとしては０．２μｍ径の
マグネタイト粉末を樹脂中に８０　ｆｉ　ｉ％分散含有
せしめた平均粒径加μｍ、磁化４０　ｅｍｕ／９、抵抗
ＷＡ１０　Ωα以上のものが用いられた。又トナーとし
てに、スチレン−アクリル樹脂にイエロー顔料としてナ
フトールイエロ゛−、マゼンタ顔料としてローダミンＢ
、シアン顔料として銅フタロシアニン、黒色顔料として
カーボンブラックをそれぞれ１０重量部、正荷電制御剤
をそれぞれ２重量部加エテ平均粒径１０μｍのイエロー
、マゼンタ、シアン、黒の４ｉ類のトナーが調製された
。これらのトナーを用いて、現像剤中のトナーの含有割
合が２Ｏｆ［１％となるよう前記キャリアと混合され、
４１類の現像剤が調製された。

勿論本発明においては、二成分系現像剤に限らず例えば
米国特許第３，８９３，４１３号明細書、＃開昭５５−
１８６５６乃至５５−１８６５９の各号公報に記載され
る一成分系現像剤を用いてもさしつかえない。

以下前記第６図の多色複写機を用いて多色画像を形成す
るプロセスを説明する。

まず感光層３１上には帯電６冨により一様な＋６００Ｖ
の帯電が付与される。次いでレーザ装ｆ３３には原稿か
らのイエロー画像信号が入力され、該信号により変調さ
れてレーザ光Ｌｙが出力され感光層３１へと照射され静
電荷像が形成される。この静電荷像は感光層３１と径３
０ｆｌで感光層と同一速度で矢印方向へ回動するスリー
ブ８との間隙が１０００μｍとされ、電の４６から２　
Ｋ［Ｉｚで１．２ＫＶの交流バイアスが印力ａされ、電
源間から＋ｓｏｏ　ｖの直流バイア゛スが印加されてい
る第１現像器具により非接触で反転現像されイエロート
ナー酸が形成される。この現像器具には第１図（イ）の
構造の現像剤量規制部材４２が設けられ、ス１ノープ上
の現鐵剤層を７００μｍ尾制限する。なおこの規制部材
４２の両端部には長さ３ｃ！ｒＬのマグネタイト板がビ
ス止めで固足されているので両端部の現像剤の穂立は内
部と同様に均一化され非接触現像が円滑に遂行される。

次に像支持体加は現像器３５　、３６　、３７、転写前
帯電器８．露光器５５　、転写電極５６．クリーニング
前除′ｇＬ装ｗ５８．クリーニング装装置５９等の後続
諸機器を不作動としたまま帯電器３２へと回動される。

帯電器部により再帯電された後レーザ装置おからマゼン
タ情報により変調されたレーザ光Ｌｙ１が出力され感光
層３１へと像露光されて静電荷像が形成される。この静
電荷像は電源４７から２　Ｋｌ（ｚで１．０ＫＶの交流
バイアスが印加される外は前回と同様にして第２現像器
あにより現像され、マゼンタトナー像が前記イエロート
ナー鐵に重ね合せて形成される。以後前記後続の諸機器
を不作動としたまま帯電器部へと回動される。以下同様
の工程を練り返えしながら、レーザ光ＬＣによる微露光
及び第３現１赦器真によりシアントナー像が、レーザ光
ＬＢによるｊＪ１露光及び第４現像器３７１Ｃより黒ト
ナー像が順次重ね合わされて多色トナー像が形成される
。

この多色トナー像は、前記後続の諸機器を動作させて記
録紙Ｐ上に転写される。即ち多色トナー像は転写前帯ｔ
ｌｃ器５４及び露光器５５に：より転写され易くされた
後、転写電極５６０作用で記録紙Ｐ上に転写され、さら
に加熱定着器５７により定着されて排紙される。一方転
写後の感光層３１の表面には電荷及びトナーが残留して
いるため、クリーニング前除′ＦＩＬ装ｒｉｔ、５８に
より除電された後、クリーニング装置５９のブレード６
０により清掃され次の像形底に設えもハる。この画像形
成プロセスにおいて、特に規制部材４２乃至４５に既述
の改良が施されているためスリーフ：侶乃至４１０両端
部での現像ムラ、カプリ発生、ブレークダウン等の障害
が排除され内部と同様な均一現像が連成され、良質の多
色画像を安定して得ることができた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、非接触現像装置におけ
る固有の問題である現像剤の穂立の形成の問題の改良が
なされ、特に多色ｉＩｆｌ１Ｍの形成において、カプリ
のない鮮明な画像が得らするなどの効果が萎される。

【図面の簡単な説明】

第１図（力は本発明の規制部材の構成を示す斜視図、第
１図（ロ）乃至（利はその断面図、第２図はスリーブと
、これと近接して配置された本発明の規制部材とを示す
正面図、第３図は不発明の規制部材の他の例を示す斜視
図である。第４図は非接触現像装置の断面図、第５図は
第４図の現像装置の現像剤搬送担体両端部にＳげる現鐵
剤の穂立の不均一性を説明する正面図、第６図は実施例
を説明する多色複写機の断面図である。 １．３０・・・像支持体、　　３１・・・感光層４．４
２，４３，４４．４５・・・規制部材、１７・・・規ｊ
ｌｌｌｌ板、　　　　　１８・・・磁性板、２　、朋、
　３９　、４０　、４１・・・スリーブ、３４　、３５
　、３６　、３７・・・現像器、Ｉｎ　、　４６　、４
７　、４８　、４９　、５０　、５＋　、　５２　、５
３・・・バイアス電源、Ｔ・・・トナー、　　　　　Ｄ
・・・現像剤。 Ｐ・・・記録紙。 代理人　弁理士　　野　１）義　親 第１図 第１図 （ロ）（、＼）（＝） （′＋） 第２図 第６図 手続補正書 昭和６０年９月３０日 ２　発明の名称 現像装置 ３　補正をする者 ５、　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、　補正の内容 （１）　　明細ｉ（Ｖ第１４頁第４行目「トナー中５重
計」とあるを ［トナー中に１５重量」と訂正します。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像支持体上に形成された静電荷像を、現像領域に
   搬送された磁性現像剤により非接触で現像する現像装置
   において、前記現像剤の層厚を規制する規制部材が前記
   現像領域の手前に設けられ、該規制部材の両端部が中央
   部に比して前記現像剤の層厚をより多く規制するように
   構成されていることを特徴とする現像装置。
2. （２）前記規制部材の少なくとも１部に磁性材料を有す
   る特許請求の範囲第１項記載の現像装置。
3. （３）前記磁性現像剤が磁極を有する磁石体と、該磁石
   体と相対的に回動するスリーブとから成る現像剤搬送担
   体により搬送される特許請求の範囲第１項記載の現像装
   置。