JPS6211346B2

JPS6211346B2 -

Info

Publication number: JPS6211346B2
Application number: JP53120611A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Oonuma
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1987-03-12
Also published as: JPS5546769A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は静電潜像の現像装置に関するもので、
特に磁性現像剤を用いて磁界の存在しない現像を
行なう静電潜像の現像装置に関するものである。

従来行なわれていた現像は非磁性現像剤として
１成分非磁性トナーを使用する現像においては磁
界の存在しない領域で現像を行なつていた。例え
ば特公昭51−36070号及び米国特許3152013号に示
されている。また磁性現像剤として１成分磁性ト
ナーを使用する現像においては磁界の存在する領
域で現像を行なつていた。例えば特開昭49−4532
号、特開昭50−117432号及び特開昭53−29137号
に示されている。非磁性現像剤を用いる現像方式
においては、現像ローラーへのトナー補給が難し
くまた、ほとんどの場合、現像ローラーの上部へ
トナー補給ホツパーを設けなければならないとい
う現像装置の設置場所の制限があつた。一方、磁
性現像剤を使用する現像方式においても、やはり
トナーを収容するホツパー又は容器が現像ローラ
ーの上部に設置されており、上述した場合と同じ
ような欠点があつた。さらに、この現像ローラー
は磁石を有するローラーであり、上記ホツパーの
開口部真下に磁極が存在するため、ホツパー下部
のトナーは常に現像ローラー表面と摩擦し、凝集
を起こし易くなつていた。そして、このような現
像ローラーは非磁性の円筒内に磁石を内設しなけ
ればならないため現像ローラーの製造工程が複雑
化し、多大な時間を要したり、コストが高くなつ
ていた。さらにまた、そのような現像ローラーで
はホツパーの上方部分まで磁石の磁力が及ばず、
トナーの架橋現象を防止することは出来ず、その
場合にはトナー補給は十分ではなかつた。特に湿
度の高い条件下では、トナーの抵抗が低くなつて
転写不良が生じ易く、これを改善するためトナー
に含有される磁性体の量を少なくしてトナーの抵
抗値を上げるようにした場合にはトナーは磁力の
影響を受け難くなり、上述した現象は増々多く発
生する。

本発明の目的は、上述の欠点を解消するばかり
でなく構造が簡単で常に良質の画像の得られる静
電潜像現像装置を提供することである。

本発明の別の目的は、現像部材へ常に新鮮な現
像剤を供給して良好な現像を行なう静電潜像現像
装置を提供することである。

以下本発明の実施例について図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

第１図は本発明を実施した静電潜像現像装置の
１例を示している。符号１は静電潜像担持体とし
ての感光体ドラムを示しており、示矢方向に図示
しない駆動装置によつて回転されている。感光体
としては有機光導電体を使用しているが、セレ
ン、硫化カドミウム、酸化亜鉛等も使用可能であ
る。もちろん、表面に透明な絶縁層を有する３層
感光体も使用され得る。現像剤容器２内には１成
分磁性トナーＴが収容されている。この１成分磁
性トナーＴはスチレン系、フエノール系、エポキ
シ系等の樹脂に四三酸化鉄（Fe₃O₄）、二酸化ク
ロム（CrO₂）等の磁性体及びカーボンブラツク、
フタロシアニンブルー、ローズベンガル、クロー
ムイエロー、アニソンブルー等の着色剤を混入し
たものより成る。この磁性体の量が多すぎるとト
ナー抵抗が低下してしまい、トナーの帯電量が小
さくなつたり、転写特性が悪くなつたり、さらに
は定着性も悪くなるのでトナー中の磁性体含有量
を40重量パーセント（wt％）以下にすることが
望ましい。トナーの体積固有抵抗値としては10¹⁰
Ωcm以上、より好ましくは10¹²Ωcm以上がよい。
現像剤搬送部材としての現像ローラー３は着磁さ
れていない磁性体材料の鉄芯４とその上に被覆さ
れた弾性体層５とから構成されている。弾性体層
５はシリコンゴムが用いられているが、その他ク
ロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリウレタンゴ
ムを使用してもよい。弾性体層５の厚さは１mm〜
３mmである。現像剤容器２内には磁石ローラー６
が配置されている。磁石ローラー６はＮ極、Ｓ極
が交互に着磁されたローラーであり、非磁性のス
リーブを使用していない。この磁石ローラー６
は、上記現像ローラー３に近接しており、示矢方
向に回転する。もちろん、この磁石ローラー６と
しては、非磁性スリーブと、その内部に配置され
た磁石とから構成されたものも使用可能である。
さて、現像ローラー３のトナー補給位置と現像装
置との間には現像ローラー３上のトナー量を規制
するドクター７が所定間隙をおいて取り付けられ
ている。ドクター７はトナー層厚を規制するばか
りでなく、トナーを感光体ドラム１上に形成され
た静電潜像の極性と逆極性に帯電する帯電部材を
兼用している。そのために、ドクター７は、１成
分磁性トナーの樹脂と摩擦帯電序列において隔つ
ている材質を適宜選択して用いられる。例えばド
クター７の表面被覆物質としてテフロン（商品
名）を使用すれば、上記例示した樹脂を使つたト
ナーは全く正に摩擦帯電される。

次に、この現像装置の作用について説明する
と、磁石ローラー６の回転によつて現像剤容器２
中の１成分磁性トナーＴはその回転方向に順次汲
み上げられる。現像ローラー３の鉄芯４は磁性体
材料で構成されているので、磁石ローラー６の１
磁極、例えば、図においてＮ極が現像ローラー３
と対向している場合には、その鉄芯４にはそれと
反対極のＳ極が誘導される。（図中に鎖線Ｓで示
す。）従つて、磁石ローラー６によつて汲み上げ
られた１成分磁性トナーＴは上記鉄芯４に誘導さ
れた磁極により、現像ローラー３表面に磁気的に
吸引されることになる。現像ローラー３が回転し
て磁石ローラー６と上記現像ローラー３の表面と
の距離が大きくなると誘導磁極は消失する。しか
し、現像ローラー３の表面には弾性体層５として
シリコンゴムが使用されているので、１成分磁性
トナーはその表面から離脱することはない。即
ち、シリコンゴムはその表面エネルギーでトナー
を保持している。さらに、１成分磁性トナー自身
が有している電荷によりシリコンゴム表面との間
に鏡像力が働き、上述した２種類の力によつてト
ナーは現像ローラー３に付着している。磁石ロー
ラー６によつて供給された１成分磁性トナーはド
クター７によつて一定の層厚に規制される。これ
と同時に該トナーは静電潜像とは逆極性に帯電さ
れる。ドクターによつて除去された余剰の１成分
磁性トナーは、自重によつて下方へ落下する。従
来、ドクター板付近には現像スリーブ内の磁石に
よる磁力が存在しているため、ドクターによつて
除去された余剰トナーはこの付近に留まり回転ト
ルクの増大等の原因になつていたが、鉄芯４は着
磁されておらず、かつ、鉄芯４のドクターと対向
する部位は、磁石ローラー６から遠ざかつている
ので、このような問題はなく、そのトナーは直ち
に回収され、現像剤容器２中のトナーと十分に混
合される。現像ローラー３はさらに回転してトナ
ーを感光体と接触させ、静電潜像を磁界の存在し
ない条件下で現像させる。なお、鉄芯４は導電性
であるのでバイアス電圧を印加して地肌汚れのな
い現像を行なうことができる。現像に寄与した１
成分磁性トナーは再び磁石ローラー６と対向した
とき磁気作用によつて適度に撹拌されると共に新
たな１成分磁性トナーと混合される。

第２図は本発明を実施した他の現像装置を示し
ている。なお第１の実施例と混同の恐れのない部
材については、繁雑さをさけるため第２図以下に
おいても同一の符号を付して説明する。第２図に
おいて符号８はエンドレスの可撓性感光体を示し
ている。感光体としては有機光導電体が用いられ
ている。現像ローラー３は反時計方向に回転して
おり、鉄芯４には負のバイアス電圧が電源９によ
つて印加されている。現像ローラー３の右下方に
は磁石ローラー６が時計方向に回転している。磁
石ローラー６はＮ極Ｓ極が交互に計４極が着磁さ
れている。現像剤容器２の右方には着脱自在のト
ナーカートリツジ１０が装着され、補給用開口１
１が下部に位置するようになつている。このトナ
ーカートリツジ１０は１成分磁性トナーＴを収容
している。磁石ローラー６はこのトナーカートリ
ツジ１０の補給用開口１１近傍にあつて、磁石の
磁力によつてトナーカートリツジ１０内から１成
分磁性トナーを現像剤容器２内に磁気吸引力によ
つて引き出すよう作用する。特に、トナーカート
リツジ１０の近傍で磁石ローラー６が回転するの
で、トナーカートリツジ１０内の１成分磁性トナ
ーＴに変動磁界が作用し、トナーの架橋現象を防
止し、トナーカートリツジ１０内からトナーを確
実に補給させることができる。さて、磁石ローラ
ー６から現像ローラー３へのトナー供給原理は第
１実施例の場合と同じである。磁石ローラー６の
トナー供給位置と現像位置との間に電荷注入電極
１２が配置されている。電荷注入電極１２はアル
ミニウム、銅、黄銅、ステンレス鋼等の導電性材
料から構成されており、電源１３から正の電圧が
印加されている。この電荷注入電極１２はばね１
４によつて現像ローラー３へ押圧されている。こ
のばね１４の作用により電荷注入電極１２は現像
ローラー上のトナー層厚を20μ〜30μ程度に薄く
規制する。さて、電荷注入電極１２と現像ローラ
ー３の鉄芯４との間には電位差が形成されるの
で、電荷注入電極１２の下を通過する１成分磁性
トナーＴは正に帯電される。トナーの帯電量及び
帯電極性はそれぞれ電荷注入電極１２と鉄芯４と
の間の電位差及びそれに印加された電圧の大きさ
によつて決定される。なお、現像バイアス効果及
び電荷注入効果を上げるために弾性体層５に用い
られるゴム中にカーボン等の導電性物質を混入し
て弾性体層５を導電性にするとよい。トナーを帯
電させるために電荷注入方式を用いているので、
電荷注入電極１２又は鉄芯４に印加される電圧を
調整することにより、トナーの帯電量の制御が容
易である。なお、電荷注入電極とトナー層厚規制
板とを兼用した例を示したが、それぞれ別に設け
てもよい。

第３図は、本発明を実施したさらに別の現像装
置を示すものである。感光体ドラム１の右下方部
に現像ローラー３が反時計方向に回転している。
現像ローラー３の導電性支持体として中空の鉄パ
イプ１５が使用されている。この鉄パイプ１５も
上述した鉄芯４と同様に磁性体である。磁石ロー
ラー６はＮ極とＳ極とが交互に着磁されたもので
はなく、外周全体が同一極性に着磁された磁石を
用いている。磁石ローラー６はトナーカートリツ
ジ１０の下方に形成された補給用開口１１近傍に
配設されて回転している。トナーカートリツジ１
０からの１成分磁性トナーＴの補給は常に同じ磁
界がトナーカートリツジ１０に作用しているの
で、補給にムラがなく均等に補給することが可能
になる。磁石ローラー６のトナー供給位置と現像
位置との間にはドクター１６と電荷注入電極１７
が現像ローラー３の移動方向にこの順に配設され
ている。ドクター１６はばね１４で現像ローラー
３に押圧され、現像ローラー３上のトナー層厚を
規制している。電荷注入電極１７は導電性金属ロ
ーラーで構成されており、現像ローラー３と同一
周速で時計方向に回転している。電荷注入電極１
７には電源１３によつて正の電圧が印加されてい
る。現像ローラー３上のトナーがこの電荷注入電
極１７の下を通過するとき、正に帯電される。現
像ローラーの鉄パイプ１５には負のバイアス電圧
が印加されているので現像時、感光体ドラム１上
の地肌部へのトナー付着が防止される。現像ロー
ラー３は鉄パイプを用いているので装置が軽量化
され、かつ低価格になる。

なお、高速現像のため感光体等の潜像担持体に
近接して複数の現像ローラーを配置した場合、こ
の各現像ローラーに夫々磁石ローラーを設けて現
像剤を供給するようにしてもよいし、各現像ロー
ラーにともに現像剤を供給するような磁石ローラ
ー又は磁石ベルトを１個配置するように構成する
こともできる。

以上のように、本発明によれば、磁性トナーを
用いて、磁界の存在しない領域で現像することが
できるので、現像領域においてトナーが現像ロー
ラーへ磁力で吸引されることがなく、従つて静電
潜像へのトナーの移行が容易に行われ良好な現像
を行なうことができる。現像装置の配置上制約が
なく、任意の位置に設置できる。現像剤補給容器
からのトナーの補給が常に確実であり、かつトナ
ー供与部材へのトナー供給と上記現像剤補給容器
からのトナーの引き出しとを一つの磁石部材で行
なうことができるので小型化でき安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す現像装置
の断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示す
現像装置の断面図、第３図は本発明の第３の実施
例を示す現像装置の断面図である。１，８……感光体（感光体ドラム）、３……現
像ローラー、４……鉄芯、５……弾性体層、６…
…磁石ローラー、７，１６……ドクター、１２，
１７……電荷注入電極、Ｔ……１成分磁性トナ
ー。

Claims

【特許請求の範囲】１着磁されていない磁性体材料の上にゴム層を
被覆され、所定方向に回転する現像剤搬送部材
と、該現像剤搬送部材に近接して回転し、一成分
磁性現像剤を上記現像剤搬送部材に供給する磁石
部材と、上記現像剤搬送部材上の一成分磁性現像
剤の量を規制する部材と、上記現像剤搬送部材に
上記磁石部材で供給された一成分磁性現像剤を、
この現像剤が静電潜像と接触するまでの間で所定
極性に帯電する帯電部材とから成り、上記現像剤
搬送部材上の一成分現像剤によつて静電潜像を可
視像化する静電潜像現像装置。２着磁されていない磁性体材料の上にゴム層を
被覆され、所定方向に回転する現像剤搬送部材
と、内部に一成分磁性現像剤を収容し、補給用開
口を現像剤容器内に位置させた現像剤補給容器
と、上記現像剤搬送部材に近接し、かつ上記現像
剤補給器の補給用開口部近傍に配置されて回転
し、上記補給用開口から一成分磁性現像剤を磁気
吸引力で引き出して、この一成分磁性現像剤を上
記現像剤搬送部材に供給する磁石部材と、上記現
像剤搬送部材上の一成分磁性現像剤の量を規制す
る部材と、上記現像剤搬送部材に上記磁石部材で
供給された一成分磁性現像剤を、この現像剤が静
電潜像と接触するまでの間で所定極性に帯電する
帯電部材とから成り、上記現像剤搬送部材上の一
成分現像剤によつて静電潜像を可視像化する静電
潜像現像装置。