JPS62138860A - 現像剤薄層形成方法及びそれを用いる現像装置 - 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】 イ１発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性粒子とトナー粒子を有する現像剤の薄層
形成及びそれを用いた現像装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、磁性粒子とトナー粒子を有する現像剤、いわゆる
２成分現像剤を薄層に形成する方法には非磁性ブレード
を、スリーブ表面に近接させるものがあり、一般的に使
用されている。

しかしならが、ブレードの一スリーブ表面に対する間隙
は微小であればある程、各製品におけるバラツキが生じ
ｆＩ層の状態が不安定になり易く、飛散や他の部材への
傷発生といった問題を生じ易くしてしまう。特に、薄層
における磁性粒子とトナー粒子の割合を安定することが
困難となり、不都合をもたらす、特に、現像時に不安定
な現像しかできず濃度ムラを発生し易い。

一方、静°１ヒ潜像φ電位潜像等の電気的潜像の乾式現
像手法ψ装ごとしては各種の方式のものが提案され、又
実用化されているが、何れも一長一短を有する。

例えば、２成分系現像剤を用いた現像方法では現像ロー
ラ上に塗布された該現像剤によって潜像の画像部を現像
する場合、現像剤中のトナーは現像ローラ上に塗布され
た現像剤のうちの数パーセント以下しか使用していない
、このことは現像器構成から考慮して非常に効率の悪い
ものである。

なぜならば所定の十分な現像濃度を得るために多址の現
像剤を現像ローラの回転毎に現像ローラ上に一定量かつ
トナー濃度を均一にして塗布する必要があるためである
。このため現像器構成は大型化・複雑化していた。

もちろん、この種の現像方式においても現像効率の向上
は試みられた。たとえば本出願人は特開昭５５−３２０
８０号、間開５５−１３３０５８号、間開５１３−７０
５６０号等で改善方式を提案し、且つ実用にも供してい
る（キャノン機種ＮＰ８５００）。これによれば、現像
濃度をあげることができ、現像効率を上昇することがで
きた。しかし、それでも画像部においてほぼ１００％に
近い現像効率を達成するには至っていない。

現像効率の向上という点では１成分現像方法の方が２成
分現像方法よりも優れている。その中でも本出願人が先
に出願した、特開昭５４−４３０３７号の現像方式ない
しは現像装置は現像ローラ（スリーブ）−ヒに　１００
ル以下のトナー薄層を形成し、スリーブ上に塗布したそ
のトナーを画像部においてほぼ１００％に近い現像効率
で現像に供することができる。このため現像器構成を小
型化・簡略化して実用化することができた。

これは現像ローラ上に１００３Ｌ以下というトナー薄層
を形成することができたため達成されたものである。た
だしこの現像方式はトナーとして磁性トナーを用いるも
のであり、磁性トナー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（磁性体の通常黒色である）その
カラー再現の際の色彩の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性トナーのｇ層形成方式としてビーバーの
毛のような柔かい円筒状のブラシにして、これにトナー
を付着塗布する方法や、表面がベルベー２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、−上記繊維ブラシにドクターブレードと
してりｉ性体ブレードを使用した場合、トナー量の規制
は可能であるが、均一な塗布は行われず、又現像ローラ
上の繊維ブラシを摺擦するだけではブラシの繊維間に存
在するトナーへの摩擦（１？電電荷賦与は行われないた
め、カブリ等の発生しやすい問題点があった。

而して１本出願人は上述従来の各種方式と全く異なる現
像装置として、非磁性トナーと磁性粒子を用い、トナー
担持体に対向して磁性粒子拘束部材を設け、トナー担持
体表面の移動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁
界発生手段の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形
成し、磁性粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、
トナー担持体面に対して非磁性トナーを含む少量の磁性
粒子の薄いブラシ状磁気吸着層を形成する方法を既に提
案した（特開昭５８−１４３３８０号）、そして該トナ
ー担持体と潜像担持体とを対向させ、現像部（潜像担持
体とトナー担持体との対向部）において潜像担持体とト
ナー担持体との間隙をトナ一層厚（トナー担持体面に形
成された非磁性トナーを含む少量の磁性粒子の薄いブラ
シ状磁気吸着層）よりも広く設定し、交番電界を印加す
ることによって、潜像担持体表面に潜像パターンに対応
したポジ又はネガの非磁性トナー現像画像を得る方法を
実用化した。

これは現像領域において、トナー担持体側の非磁性トナ
ーを含む磁性粒子の薄いブラシ状磁気吸着層が潜像担持
体とトナー担持体との間隙長さよりも長く形成されるか
、もしくは現像部に作用させたＩＬ界により伸長してＷ
Ｊ像担持体面を摺擦し、該磁性粒子のブラシ状磁気吸着
層に含まれる非磁性トナーがトナー担持体と潜像担持体
との間で往復運動を発生することによって潜像保持体側
の潜像が非磁性トナーで潜像パターンに対応してポジ現
像或はネガ現像されるものである。

これにより、現像効率が極めてたかく、小型・簡素な現
像器を構成することができ、又非磁性トナーにより色彩
性のよいカラー現像像を得ることができるようになった
。特に２成分磁気ブラシ摺擦現像時にベタ画像が得られ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

薄層形成においては、間隙設定の製造上のバラツキがあ
っても、磁性粒子とトナー粒子とを有する現像剤の安定
した状態を確実にすることが望まれている。

本発明の薄層形成方法はこれに応えるもので。

現像剤の安定した薄層形成を達成することを目的とする
。

又、」−述した各種の現像方式装置のうち特に最後の現
像方式装置は現像特性に優れたもので推奨されるが、更
に常に安定した高品質・高濃度・長駆調性等の現像画像
性を持続するもの、高速画像形成装置にも十分に適用で
きる高い１耐久性舎信頼性を有するもの等の開発が望ま
れている。

本発明の現像器とはこれに応えるものである。

即ち現像剤担持部材への現像剤の安定した均一な塗１（
ｉ及び摩擦帯電性能を向上させて、常に安定して、画像
ムラやカブリのない高画像濃度の高画質現像画像が得ら
れるようにしたものを提供することを目的とする。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、現像剤担持体に担持させるために磁性粒子と
トナー粒子を有する現像剤の薄層を形成する現像剤薄層
形成方法であって、現像剤担持体の現像剤担持面と反対
側に設けられた固定磁界発生１段の磁極に対して、現像
剤担持体の移動方向に関して下流側に且つ順に磁性部材
と非磁性部材を備え、現像剤担持体に対する間隙が非磁
性部材よりも磁性部材の方が大きい関係の間隙で上記現
像剤の薄層を形成する現像剤薄層形成方法を要旨とする
。

又本発明の現像装置は、第１の磁界発生手段と、現像部
よりも現像剤担持部材回転方向上流側に位置し、現像剤
担持部材表面から所定の間隙を存して離間している規制
部先端を有する現像剤規制部材と、現像剤担持部材の、
上記現像剤規制部材と反対側に設けられ、該現像剤規制
部材よりも現像剤担持部材回転方向上流側に位置する第
２の磁界発生手段と、現像剤担持部材に担持されて現像
部へ搬送された現像剤中のトナー粒子を潜像担持体に転
移させる交互電界を現像部に形成する交Ｍ　ｉｆｆ、界
形成手段と、有し、前記現像剤規制部材は、現像剤担持
部材表面から離間して配置された非磁性部材と、該非磁
性部材の、現像剤担持体回転方向上流側に並置された磁
性部材とからなり。

且つ上記非磁性部材と現像剤担持体との間隙よすも、上
記磁性部材と現像剤担持体との間隙を大きく設定した、
ことを特徴とする現像装置を要旨とする。

〔作　用〕

即ち現像剤規制部材について上記のように構成すること
により、実際上現像剤担持部材への安定した均一な塗布
及び現像剤の摩擦帯電状態が向上して高画質画像が得ら
れるようになった。

〔実施例〕

第１図は本発明に従う現像装置Ａの一実施例の概略構成
を示す横断側面図である。

図においてｌは現像剤容器であり、隔壁２を境にして容
器左側の現像剤収納部３と補給用トナー収納部４の２室
に区画されており、その再収納部３・４は隔壁２の下部
開口部５−を介して連絡している。現像剤収納部３には
トナーｔと磁性粒子Ｃとからなる現像剤Ｔを収納してあ
り、補給用トナー収納部４にはトナーｔのみを収納しで
ある。

トナーｔは例えば、樹脂分からなる粒径的１０ｐの着色
粒子、磁性粒子Ｃは例えば、シリコーン樹脂で表面コー
トさ、？１．４０〜８０鉢粒径のフェライト磁性粒子で
ある。

６は現像剤収納部３側に配設した現像剤担持部材であり
、マグネットロール６２を内蔵した非磁性物質でできた
現像スリーブ６１で構成されている。

その外側の現像スリーブ６、がマグネットロール６２の
囲りを所定の周速で矢示方向に回転駆動される。現像ス
リーブ６、の現像剤収納部３側と反対側は潜像担持体Ｂ
と所定の隙間を存して対向している。この現像スリーブ
６、と潜像担持体Ｂとの対向部ａが現像部である。潜像
担持体はドラム状・ベルト状等の電子写真感光体・静電
記Ｑ誘電体等であり、矢示方向に所定速度で面移動駆動
され、不図示の作像プロセス機器により潜像が形成され
、それが現像部２１Ａによりトナー画像として現像され
る。

７＠８は現像スリーブ６Ｉの周面に形成する現像剤の層
厚を規制するために、現像スリーブ６Ｉの上面側に本発
明に従って夫々所定の配置順で且つ下辺を現像スリーブ
上面に対して所定の隙間を存して対向させて配設した、
現像剤規制部材としての非磁性部材（ドクターブレード
）と磁性部材（同）である。

９は磁性粒子循環限定部材であって現像剤収納部３内で
の磁性粒子の循環域を制限し、トナー粒子の取り込みを
ゆるやかにし、異常なｔ／ｃ比（トナー／磁性粒子）の
変動を抑える役目をする。

ｔｏ−１１は現像剤収納部３内と補給トナー収納部４内
とに配設した回転撹拌部材であり、現像剤Ｔ−補給用ト
ナーｔの撹拌及びトナー補給のための搬送の役目をして
いる。

１２は現像スリーブ６１と潜像担持体Ｂとの対向部即ち
現像部ａに、現像効率を向上させるために交番電界（例
えば１３００　Ｖｐｐ、　１８００Ｈｚ）を形成する高
圧電源である。

Ｓｌ　・Ｎ２　・Ｎ１　・Ｎ２はマグネットロール６２
の青磁位置を示す、Ｓ１極は現像極であり。

現像部ａ領域に対応している（第１の磁界発生手段）、
Ｎ２は現像剤撹拌様であり、現像剤規制部材７・８位置
よりもスリーブ６Ｉの回転方向上流側位置に対応してい
る。Ｎ、６Ｎ２は現像剤搬送極である。

現像剤規制部材としての非磁性部材７と磁性部材８は、
磁性部材８の方が非磁性部材７よりも現像スリーブ６１
の回転方向上流側となるように並置してあり、且つ非磁
性部材７と現像スリーブ６、との間隙α（第２図）より
も磁性部材８と現像スリーブ６１との間隙βの方を大き
く設定しである。具体的に本例装置ではαを約３００用
に設定し、βを約　１．５ａ園に設定しである。

而して現像剤収納部３の現像剤溜り内に臨んでいる現像
スリーブ６Ｉの面領域にその近傍の現像剤Ｔ即ちトナー
を含む磁性粒子がスリーブ６□内のマグネットロール６
２の磁力により磁気ブラシ吸着層として付着保持されて
現像スリーブ６１の回転に伴ない現像剤規制部材８・７
位置へ搬送される。

その搬送過程での現像剤の流動・撹拌運動、現像剤と現
像スリーブ６Ｌ面との摺擦等による摩擦帯電によって現
像剤Ｔ中のトナーｔは所定の電荷極性に帯電される。

現像スリーブ６、に付着保持された現像剤の磁気ブラシ
層が現像剤規制部材８・７を順次に通過する過程で層厚
が規制され、トナーを含む少量の磁性粒子の薄層Ｔａと
して適切な塗布量でコーティングされ、引続く現像スリ
ーブ６Ｉの回転と磁極Ｎ１による保持作用により現像部
ａへ搬送されて現像部ａを通過していく。

その現像部ａの通過過程において現像部ａに作用してい
る電界、磁極Ｓ１の磁界作用により、現像スリーブ６１
側の現像剤層のトナーが潜像担持体３面側に潜像パター
ンに対応して移行付着して潜像担持体８面の潜像のトナ
ー現像が順次に行われる。

現像に供され、現像部ａを通過した現像スリーブ６、側
の現像剤層は引続く現像スリーブ６１の回動により現像
剤収納部３内に、磁極Ｎ２の磁界によりそのままスリー
ブ６１而に保持されて戻し搬送されて現像剤収納部４内
の現像剤と混り合う。

以下本発明における現像剤規制部材としての非磁性部材
７と磁性部材８の作用について詳述する。

現像部ａにおいて顕像化される現像像の濃度及び現像像
に生じるカブリは、現像剤担持部材６１Ｌに供給塗布さ
れた現像剤層に依存し、塗布量が多い時は現像像は高濃
度であるが、画像はカブリっぽく、逆に塗布量が少ない
時はカブリは少なくなるが、濃度は低下する傾向がある
。

而して、適切な現像剤塗布量を得るためには、非磁性体
のみからなる単一の現像剤規制部材７ａ（第６図）を用
いた場合には、現像剤担持部材６１との間隙αを高精度
に調整する必要があり、このことは凝集度の高い圧力定
着トナーを用いる系においては特に厳しい調整精度が要
求され、環境依存度を考慮すると適正値がないような状
態にある。

又その非磁性部材７ａを形状を保ったままその材質を磁
性体（鉄・パーマロイ等）に変更して磁性部材８ａ（第
６図）すると、現像剤塗布量の間隙依存度は前述の非磁
性部材７ａの時よりも小さくなるが、同様の間隙αでは
磁界による規制が強く、塗布の絶対部、は小さくなり現
像濃度の低下を生じる傾向にある。そこで、間隙αを約
ｌ〜２ｍ■に保つと所望の現像剤塗布量が得られるが、
第６図に示すごとく、磁性部材８ａの先端に現像剤担持
部材６１の回転方向に現像剤の磁気ブラシＴｂがカーテ
ン状に形成され、機械的振動あるいは現像剤収納部３内
からの現像剤搬送力によって上記カーテン状の磁気ブラ
シＴｂが断続的に切断Ｔｃされ、凝集した形状で現像剤
担持部材６１上に塗！【１されるため、塗布現像剤層Ｔ
ａは不均一となり、ベタ黒あるいはハーフトーンコピ一
時に斑点状の不良画像を生じ易く、またベタ白現像時も
局所的なカブリを生じる傾向にある。この現象は、非磁
性体からなる規制部材７ａの、現像剤担持部材６１の回
転方向下流方向の面に磁性体からなる規制部材８ａを並
置した形態にした場合も同様に生じる。

］―記に対して本発明に従って現像剤規制部材を第１・
２図例のように、非磁性部材７と磁性部材８の両者を用
い、非磁性部材７の、現像剤担持部材６１の回転方向上
流側に磁性部材８を並置し、且つ非磁性部材７と現像剤
担持部材６１との間隙αよりも、磁性部材８と現像剤担
持部材６１との間隙βの方を大きくすることにより、現
像剤担持部材６１への現像剤の塗布量は磁性部材８への
磁界集中によって現像剤担持部材６．との間隙βへの依
存度が小さくなり、したがって現像剤担持部材６．の決
手方向にわたって、若干の間隙の変動があっても均一な
現像剤塗布が得られる。また、現像剤担持部材回転方向
下流側にある非磁性部材７と現像剤担持部材６Ｉとの間
隙αが磁性部材８との間隙βよりも小さく設定されてい
るため、前述の磁性部材８ａ（第６図）のみからなる規
制構成の時に生じた、現像剤担持部材６Ｉの回転方向下
流側にのびる大きな磁性ブラシのカーテンＴｂが形成さ
れないため、断続的に生じる凝集塊Ｔｃによる不均一な
現像剤塗布は生じず、第３図示のように常に安定した現
像剤塗布状態Ｔａが維持される。

第４図は、上述の各々の現像剤規制構成の現像剤塗布量
の、規制部材と現像剤担持部材の間隙依存度を示すグラ
フである。実線（イ）は本発明にもとづき非磁性体７と
磁性部材８とで現像剤を規制する構成の場合、破線（ロ
）は非磁性体のみからなる規制部材７ａで現像剤を規制
する構成の場合（第６図）、一点鎖線（ハ）は磁性体の
みからなる規制部材８ａで現像剤を規制する構成の場合
（同）である、（ハ）が間隙大の領域でデータがバラツ
クのは、前述の磁性ブラシＴｂ（第６図）の切断Ｔｃに
よる凝集塊の発生によるものである。

第５図は１本発明にもとづく現像剤規制手段の更なる効
果を示すもので、現像剤規制構成７・８と現像剤担持部
材６ｓ　　（非磁性スリーブ）との間隙に対する１画像
として消費されるトナー量及び反転トナーによるカブリ
量との関係を示すものである０反転トナーとは現像装置
内でトナー同士あるいは現像容器を構成する諸々の部材
との摩擦によって所要の帯゛１に極性とは逆極性に帯電
したトナーであり、現像領域ａにおいては、非画像域（
静電画像的には明電位部）に付着し、転写紙への転写領
域においては、極性が逆であるため。

転写紙には転写せずすなわち転写紙上にのカブリは発生
せず、転写残トナーとして、クリーニング装置に回収さ
れる。これらのトナーは、そもそも逆極性に帯電する傾
向にあるものではなく、現像剤担持部材や磁性粒子と摩
擦帯′屯すれば、再び所要の極性に再帯電するものであ
り、極力現像装置内での発生を抑えていかなければなら
ない。これ、は、現像剤のコスト的にもまたキャノン社
製ＰＣ１０／２０に代表されるような、クリーニング装
置の容量を限定したプロセスキットにおいては、重要な
テーマであるとともにプロセスキットの小型化を更に推
進していくために必要な事である。

第５図のグラフから１本発明にもとづく現像装置におい
ては、背面に磁性部材８を設けた非磁性現像剤層規制部
材７を用いる車によって、また現像剤担持部材６１との
間隙αを小さく例えば約２００〜３００ＩＬに設定する
事によって画像として消費されるトナー量には、大きく
影響を与える事なく１反転トナーとして無駄に消費され
るトナー量を極力抑える事が可能である事が実験的に確
認された、これは、非磁性現像剤規制部材７の背面に設
けた磁性部材８と現像剤担持部材６１　（スリーブ）の
内部にある固定マグネット６２との間に小さな局所的磁
界集中が形成されるため、局部的に磁性粒子の密度の高
い領域ができ、そこをトナー粒子が通過する際に、たと
え現像容器内で逆極性に帯電したトナーであっても、磁
性粒子や非磁性スリーブと再摩擦帯電する機会に恵まれ
所望の帯電極性に再帯電され、反転カブリという現象が
減っていくものと推察される。

ハ、発明の効果 以上本発明に依れば、現像剤規制部材と現像剤担持部材
との間隙に対して許容度の高い、しかも現像剤の安定し
た均一な塗布を可能にし、摩擦帯電性能の向上、すなわ
ち反転カブリトナー量を極力抑えた高画像濃度の顕画像
を形成する現像装置の構成が可能となり、コピーの多色
化及び圧力定着用の軟物質からなるトナーも使用可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う一実施例現像装置の横断　　　゛
側面図、第２図は要部の拡大図、第３図は作用説明図、
第４図は現像剤塗布量と現像剤規制部材の間隙依存度の
関係グラフ、第５図は現像剤規制部材の間隙、画像とし
てのトナー消費量、反転トナーカブリ量との関係グラフ
、第６図は従来装置の要部の拡大図である。 ６□は現像剤担持部材としての現像スリーブ、７・８は
現像剤規制部材としての非磁性部材と、磁性部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤担持体に担持させるために磁性粒子とトナ
   ー粒子を有する現像剤の薄層を形成する現像剤薄層形成
   方法であって、 現像剤担持体の現像剤担持面と反対側に設けられた固定
   磁界発生手段の磁極に対して、現像剤担持体の移動方向
   に関して下流側に且つ順に磁性部材と非磁性部材を備え
   、現像剤担持体に対する間隙が非磁性部材よりも磁性部
   材の方が大きい関係の間隙で上記現像剤の薄層を形成す
   る現像剤薄層形成方法。
2. （２）潜像担持体上の潜像をトナー現像する現像装置で
   あつて、 トナー粒子と磁性粒子により構成される現像剤を収容す
   る現像剤容器部と、 潜像担持体と対向して現像剤を該潜像担持体に供給する
   現像部を形成するとともに、現像剤容器部から現像剤を
   該現像部に担持搬送する回転現像剤担持部材と、 現像剤担持部材の、潜像担持体と反対側に設けられ、該
   現像剤担持部材に担持されている現像剤を現像部で該潜
   像担持体に作用させる第１の磁界発生手段と、 現像部よりも現像剤担持部材回転方向上流側に位置し、
   現像剤担持部材表面から所定の間隙を存して離間してい
   る規制部先端を有する現像剤規制部材と、 現像剤担持部材の、上記現像剤規制部材と反対側に設け
   られ、該現像剤規制部材よりも現像剤担持部材回転方向
   上流側に位置する第２の磁界発生手段と、 現像剤担持部材に担持されて現像部へ搬送された現像剤
   中のトナー粒子を潜像担持体に転移させる交互電界を現
   像部に形成する交互電界形成手段と、有し、 前記現像剤規制部材は、現像剤担持部材表面から離間し
   て配置された非磁性部材と、該非磁性部材の、現像剤担
   持体回転方向上流側に並置された磁性部材とからなり、
   且つ上記非磁性部材と現像剤担持体との間隙よりも、上
   記磁性部材と現像剤担持体との間隙を大きく設定した、 ことを特徴とする現像装置。