JPS6255148B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電像を現像剤にて現像する装置に関
し、更に詳言すれば、磁性粒子を有している現像
剤（以下磁性現像剤）を用い、現像剤支持体上に
現像剤厚を形成して静電像保持手段の画像部を現
像する静電像現像装置に関する。

〔背景技術〕

従来、電子写真、静電記録における現像装置に
採用されている方法としては、大別して乾式現像
法と湿式現像法とがある。前者は、更に二成分系
現像剤を用いる方法と、一成分系現像剤を用いる
方法とに二分される。

一成分系の現像方法では、磁性トナーを用いる
マグネ・ドライ法及び磁性トナーを用いないコン
タクト現像法は、トナーが被現像面の全面、即ち
画像部、非画像部共に接触し、これがために非画
像部にまでもトナーが付着し易く、所謂地カブリ
となつて汚れが生じ易い問題があつた（このカブ
リ汚れの点については二成分系現像法においても
同様に生じる欠点であつた。）。又、パウダー・ク
ラウド法においてもパウダー状態のトナー粒子が
非画像部に付着することは避けられず、同じく地
カブリが除去できない欠点を有していた。

更に、一成分系現像方法に属する所謂ジヤンピ
ング現像法として、特公昭41−9475号公報、米国
特許第2839400号明細書等が知られている。

ところで、これらの現像方式において現像剤担
持体上に塗布された現像剤層を形成して現像を行
う場合、現像像が乱れていることがあつた。

〔解決すべき問題点〕

本発明者達の研究によると、現像像の乱れの原
因が、現像剤層の表面状態に大きく依存している
ことが判明した。

そこで本発明の目的は、現像像の画質向上を達
成するために表面状態が密で、均一な現像剤層表
面を形成することにある。

〔目的及び概要〕

本発明の目的は、現像剤表面を均一で密な状態
にして現像を行うことのできる現像装置を提供す
ることにある。

本発明は、静電像を有する静電像保持手段の移
動する静電像保持面を現像するために、磁性粒子
を有している現像剤を担持する非磁性の現像剤支
持体を移動させながら、現像部へ現像剤を搬送し
て現像を行う静電像現像装置において、 上記現像剤支持体に現像剤を規制して供給する
現像剤厚み規制手段と、 上記現像剤支持体の移動方向に関してこの現像
剤厚み規制手段よりも下流側に設けられ、規制さ
れた現像剤に対して40ｇ／cm以下の接触圧で接
し、この接触部分に現像剤が蓄積または累積しな
い間隙に支持されてこの規制された現像剤層表面
をならす弾性体と、 上記現像剤支持体の現像剤担持面とは反対側に
設けられ、上記現像剤厚み規制手段と上記弾性体
の現像剤との接触部分とに固定磁界を形成する固
定磁界発生手段と、 を有することを特徴とする。

以下本発明に係る装置の実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。

第１図は本発明に係る現像装置が適用可能な複
写装置又は記録装置の一例の概略の構成を示すも
のである。勿論これに限定されない。

１は、光導電層を含む感光体ドラムで、表面に
絶縁層を有するもの或いは有しないもの、いずれ
も使用可能で勿論シート状、ベルト状のものも可
能である。２は周知の感光体帯電装置、３は原稿
像、又は光像、或は画像信号により変調された光
ビーム等を投影する光像照射装置である。これら
により感光体１に静電像を形成する。この静電像
形成プロセスは、所謂カールソンプロセス、或い
は特公昭42−23910号公報、同43−24748号公報、
同42−19748号公報、同44−13437号公報等に記載
のプロセス、その他のプロセスが適用できる。４
は本発明に基づく現像装置であり、これにより感
光体１上の静電像に従つたトナー粒子顕画像を形
成する。５は斯かるトナー像を転写材６に転写す
る装置である。尚、転写性向上のため転写前にあ
らかじめ顕画像にコロナ放電等により電荷を付与
する場合もある。又、感光体１上の静電像を一旦
別の像担持体に移し、これを現像装置４により顕
画像とする所謂静電像転写方式を採用することも
可能である。７は、転写後の感光体１上の残留ト
ナーを清掃して除去し、感光体を再使用するため
のクリーニング装置である。

第２図は本発明に係る現像装置の第１の実施例
を示すものである。図に於いて、１は静電像保持
手段としての感光ドラムであり、勿論ベルト状、
シート状の形態のものでも良い。８は、この保持
手段に対向して設けられた現像剤支持手段で、図
示のものは非磁性円筒である。９は、その円筒内
に設けられた磁石であり、少くとも現像剤を該円
筒上に汲み上げる磁極を有し、更に好ましくは現
像位置において現像磁極を有し、それらの間に現
像剤搬送磁性を適宜有している。１０は、こうし
て円筒に供給された磁性トナー１２の厚みを規制
するドクター・ブレードである。トナー層１１の
厚みは第一義的には磁石ロール９を包囲した非磁
性円筒とドクターブレード１０との間隔によつて
規制される。通常30μ〜300μのトナー層、好ま
しくは30μ〜100μの範囲のトナー層に規制され
る。磁性トナーは磁界中では磁力線にそつて糸状
に連なり、その密度は通常の状態に比べて大巾に
小さくなつている。そこで磁界中でトナー厚みを
ドクターブレードで規制すれば、磁界の及ばない
部分で規制するのに比べ大巾に薄く規制する事が
できる。磁界の及ばない部分で、ブレードで規制
しようとするとドクターブレード１０とトナー支
持手段８の間隔を非常に小さくせねばならず機械
的に困難であつた。又、かかる狭い間隙は凝集し
たトナー等がつまり易く、安定性に問題があつ
た。磁石９の効果は、磁石の磁極による磁界が及
ぶ範囲にドクターブレード１０があれば認められ
るが、殊にドクターブレード１０に磁極が対向し
ている時、もつとも薄くトナー層を規制すること
ができる。さらにドクターブレード１０が磁性体
であれば、ドクターブレードに磁界が集中し、ブ
ラシ状トナーがトナー支持手段とドクターブレー
ドの間にカーテン状に連なり、トナーがくぐりぬ
ける事を食い止める。わずかにトナー支持手段８
にひきずられたトナーが、トナー支持手段表面に
そつて少量くぐりぬけるだけである。そのためト
ナー層１１は前述の如くきわめて薄くする事がで
きる。

通常トナー支持手段上のトナー層に圧力が加わ
ると、このトナー層は圧迫されてトナー支持体上
に密に圧着される結果、このトナー支持体から静
電像保持手段の画像部へ向けてトナーの離脱が困
難となる。これを避けるためには、トナー支持手
段上のトナー層に圧力が加わりにくい態様でのト
ナー層の厚み規制をする方法が必要である。この
要求を満足させるためには、トナー層とは非接触
の方式で、トナー層の厚みを規制すればよい。し
かし、磁性体又は磁石のドクターブレード１０の
みによるトナー支持手段上のトナー層の厚みを規
制するだけでは、トナー支持体上のトナー層のキ
メは粗くなる。換言するに、磁性体又は磁石ドク
ターブレードのみによる厚み規制の場合、トナー
表層の凹凸が充分に均一化できるとはいい難く、
均一厚のトナー層が充分に得られないとトナー層
の密度も均一ではなく従つて、キメの粗さが残存
する。しかもこの粗さは現像された像に現われ
る。斯かる問題を除去するには、トナー層の表面
を第２次的にならす作用を有する手段が必要であ
る。このために本発明では、弾性体１３を磁石ロ
ーラ９の磁極位置に対面して配設している。この
配設の仕方としては、弾性体を片持ち状態に支持
し、その自由端が上記磁極位置に対応した非磁性
円筒の表面に面接触、或いは、極く少量の間隙を
おいて対設させるものである。

面接触する場合、その自由端の接触の方向は非
磁性円筒の回転方向に対して順方向、垂直、又は
逆方向いずれをも可とするが、好ましくは、図示
の如く順方向が望ましい。面接触の接触圧として
は40ｇ／cm以下で弾性体のトナーとの接触部分に
トナーが蓄積又は累積されない圧力とする。この
値より大なる加圧がなされると、トナー層の厚み
が薄くなり過ぎる。

又、微小間隙を置いて弾性体とトナー支持手段
とが対峙する場合、その間隙は、トナー層の厚み
（30−300μ）より小さい間隙で弾性体のトナーと
の接触部分にトナーが蓄積又は累積しない間隙に
維持する。トナー支持体であ非磁性円筒と弾性体
の自由端は接触はしないが、この自由端はトナー
層の表層とは接触可能で、これにより、トナー層
をならして均一厚のトナー層を形成し、もつてト
ナー層の密度を均一化し、キメの細かいトナー層
を得る。

このように、ドクターブレード１０は、トナー
支持手段上に現像に必要なトナー量を第１次的に
規制し、トナー支持支持体上の現像部におけるト
ナー層の厚みは、最終的に、上記弾性体１３によ
つて決定されると言える。この弾性体１３を用い
てトナー支持手段上のトナー層をなぞることは、
後述するようにトナーの摩擦帯電をより確実にす
ることにも寄与している。

弾性体１３としては、板状体のものばかりでな
くゴムローラー、弾性率の高い金属板等も使用で
きるが、安定した均一トナー薄層形成を果たし、
構造的にも簡単になる点でゴム製の板が優れてい
る。このゴムの材質は、トナーと摩擦した際に期
待する電荷極性をトナーに与え得るような材質の
ものを帯電系列から選んで用いればよい。ゴムの
硬度としては70゜以下であることが均一なトナー
層を作る上で望ましい。また寒冷時に硬化して弾
性体としての機能低下が生じない耐寒処理を施し
たゴムを使用することが望ましい。更に後述する
ようなトナーの帯電阻害を生じさせなくするため
導電性ゴムを使用することも望ましく、この材質
としては導電性EPDM（エチレン・プロピレン・
共重合体）ゴムがその一例である。

他の実施例を第３図、第４図を参照して説明す
る。これらの図において、第２図に示した要素と
共通する要素には同一符号を付してその説明を簡
略化する。

第３図に示した実施例では静電像保持面１が矢
印方向に動くと、多極永久磁石９は固定されてい
るので、トナー支持体である非磁性円筒８を静電
像保持面１と同方向に回転することにより、トナ
ー容器１４から送られる一成分絶縁性強磁性トナ
ー１２を非磁性円筒面上に塗布し、かつ円筒面と
トナー粒子との摩擦によつて、トナー粒子に静電
像電荷と逆極性の荷電を与える。さらに鉄製のド
クターブレード１０ｂを円筒表面に近接して（間
隔50μ〜500μ）、多極永久磁石９の一つの磁極
（図示ではＳ極）位置に対向して配置することに
より、トナー層の厚さを薄く（30μ〜300μ好ま
しくは30μ〜100μ）且つ均一に規制する。この
円筒速度を調節することにより、トナー層の表層
速度及び好ましくは内部速度が静電像保持面の速
度と実質的に等速、もしくはそれに近い速度とな
るようにする。ドクターブレード１０ｂとして鉄
のかわりに永久磁石を用いて対向磁極を形成して
もよい。ドクターブレード１０ｂとして鉄又は永
久磁石を用いると、トナー支持体８とドクターブ
レード１０ｂとの間隙長以下で、トナー支持体８
上のトナー層の厚みを規制できた。またドクター
ブレード１０ｂとして鉄板を用いたとき、トナー
支持体８に対向する側の端に磁界が集中するよう
に先端をするどくとがらせた程、有効にトナー支
持体８上のトナー層の厚みを規制できた。トナー
支持体として非磁性円筒８を用いたとき、この非
磁性円筒８の偏心や軸の彎曲等による機械精度が
充分でないときでも、ドクターブレード１０ｂと
して鉄又は永久磁石を用いるとトナー支持体であ
る非磁性円筒８上のトナー層を満足できる程度に
薄く、均一に規制可能であつた。このままではト
ナー支持体である非磁性円筒８上のトナー層のキ
メは粗く、現像された像はキメの粗い像となる。
そこで前述の弾性体１３を磁石９の磁極に対応し
た非磁性円筒に0.3ｇ／cmの面接触圧にて対設さ
せるように厚さ0.5mmの導電性ゴム板を配設して
ある。これによりドクターブレード１０ｂにより
第１次的に厚み規制され、次いで、第２次的にこ
の弾性体でトナー支持体である非磁性円筒８上の
トナー層表面をなぞることにより、キメの細かい
均一なトナー層を得た。これにより現像したとこ
ろ、キメの細かい、解像力の高い可視像が得られ
た。

又、導電性ゴムを用いた場合には、画像濃度の
低下がなく、長期間にわたり安定した画像を得
た。これは、ゴムブレードの帯電飽和現象のため
のトナーの帯電阻害がより生じにくいためと考察
される。

第４図に示した実施例では静電像保持面１が矢
印方向に動くと、トナー支持体である非磁性円筒
８を静電像保持面１と同方向に回転することによ
り、トナー容器１４から送られる一成分絶縁性強
磁性トナー１２を非磁性円筒面上に塗布し、かつ
円筒面とトナー粒子との摩擦によつて、トナー粒
子に静電像電荷と逆極性の電荷を与える。さらに
鉄製のドクターブレード１０ｃを円筒表面に近接
して（間隔50μ〜500μ）、多極永久磁石９の一つ
の磁極（図示ではＮ極）位置に対向して配置する
ことにより、トナー層の厚さを薄く（好ましくは
30μ〜200μ）且つ均一に規制する。ドクターブ
レード１０ｃとして鉄のかわりに永久磁石を用い
ても良い。更にトナー層厚み規制の為の剛性体１
５をドクターブレード１０ｃと非磁性円筒面上の
現像部位との間に円筒面上に近接させて、（静電
像保持面１と現像剤保持手段８との間隔またはそ
れ以下）設置し、万が一にも凝集した現像剤層に
より静電像保持面１の非画像部に現像剤層が接す
ることのないように、現像剤層の厚みを規制し
た。

さらにこの後で現像剤支持手段上の現像剤層表
面を弾性体１３でなぞることにより、キメの細か
い均一な現像剤層を得た。先に述べたトナー層の
厚み規制の為の剛体性１５（例えばアルミニウム
板）はこの弾性体１３と現像部位との間に設置し
てもよい。またこの剛体性１５はトナー容器１４
の弾性体１３側の側壁と同一であつてもよいし、
トナー容器１４とドクターブレード１０ｃとの間
に配置させてもよい。この現像装置を用い、良い
画質の現像結果が得られると共に感光体面をトナ
ーの粗大粒により損傷させることもなく繰り返し
使用のできる装置が提供できた。

以上の実施例においてドクターブレードはトナ
ー容器と一体になつていてもよい。又、円筒８に
沿う方向に傾斜したものでも良い。トナー支持手
段は円筒状である必要はなくベルト状、その他の
形状のものでも良い。

以上の如く本発明においてはトナーとしては一
成分、強磁性粉体を用い、これを現像部へ供送す
るために安定し、制御の容易なトナー支持体を用
いるものである。このトナー支持体としては多極
永久磁石を内包する非磁性円筒を用い、薄く、且
つ均一なトナー層を形成する為に、該円筒表面に
近接し且つ円筒体の磁石の磁極に対設して磁性体
薄板、もしくは永久磁石によるドクターブレード
並びに該ブレードにより、厚み規制されたトナー
層表面をなぞるため磁極に対設した弾性体を配置
した。このように磁場によつてトナー層をトナー
支持体表面上に保持することは、フアン・デル・
ワールス力や静電引力によつて保持するのに較
べ、はるかに均一且つ安定で制御が容易な潜像面
へのトナーの転位を実現することが明らかになつ
た。又、磁性体のドクターブレードを用いると、
トナー支持体に内包された永久磁石の磁極との間
に対向磁極が形成され、ドクターブレードトナー
支持体間でトナー粒子鎖を強制的に立ち上がらせ
ることになり、トナー支持体上の他の部分、例え
ば静電像面に相対する部分のトナー層を薄く規制
するのに有利である。さらにそのような強制的運
動をトナーに与えることによりトナー層はより均
一になりよつて非磁性体ドクターブレードでは実
現できなかつた薄く且つ均一なトナー層形成が達
せられる。以上の各実施例において共通して用い
られる各要素についてその組成並びに材質につい
てここで説明を加える。

先ず磁性トナーとしては、一例として、ポリス
チレン50部、マグネタイト40部、電荷制御剤３
部、カーボン６部の割合で混合して周知の方法に
より形成された平均粒径５〜10μのものを用い
た。その他周知の磁性トナーが利用できることは
勿論である。トナー支持体としては、非磁性材と
してアルミニウム材を用い、これを図示の如く円
筒状とした、磁石は、静電像（電位コントラスト
約600V）保持部材とトナー担持体との最接近部
に磁極を配し、そのときの表面磁束密度は600〜
1300ガウス程度の範囲内から一例として800ガウ
スを選んだ。

本発明に係る現像装置は、前述の効果の他に、
殊に転写系の複写装置又は記録装置に適用され
て、極めて優れた転写効果を奏せしめ、もつて普
通紙等へ斯かる画質の極度に良く、且つ地カブリ
のない画像を再現することができる。

本発明は以上の実施例に限定されるものではな
く、思想的に包含される各態様を含むものであ
る。

〔発明の効果〕

本発明は現像像画質の不良原因を除去できたの
で、良質な現像像を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の適用可能な装
置の断面図、第２図は本発明に係る現像装置の１
実施例の断面図、第３図、第４図は本発明に係る
現像装置の他の実施例を夫々示す断面図である。 １……静電像保持手段、２……現像剤支持手
段、９……磁界発生手段、１０，１０ｂ，１０
ｃ，１５……現像剤の厚みを規制する手段、１３
……弾性体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電像を有する静電像保持手段の移動する静
   電像保持面を現像するために、磁性粒子を有して
   いる現像剤を担持する非磁性の現像剤支持体を移
   動させながら、現像部へ現像剤を搬送して現像を
   行う静電像現像装置において、 上記現像剤支持体に現像剤を規制して供給する
   現像剤厚み規制手段と、 上記現像剤支持体の移動方向に関してこの現像
   剤厚み規制手段よりも下流側に設けられ、規制さ
   れた現像剤に対して40ｇ／cm以下の接触圧で接
   し、この接触部分に現像剤が蓄積または累積しな
   い間隙に支持されてこの規制された現像剤層表面
   をならす弾性体と、 上記現像剤支持体の現像剤担持面とは反対側に
   設けられ、上記現像剤厚み規制手段と上記弾性体
   の現像剤との接触部分とに固定磁界を形成する固
   定磁界発生手段と、 を有することを特徴とする静電像現像装置。 ２ 上記弾性体は、自由端を有し自由端の接触方
   向は現像剤支持体の移動方向に対して順方向であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の静電像現像装
   置。 ３ 上記磁界発生手段は、上記現像部に近接する
   異なる極性の２個の磁極を有し、これらの磁極の
   うち現像剤支持体の移動方向に対して上流側に位
   置する磁極が上記弾性体の現像剤との接触部分に
   磁界を形成する磁極である特許請求の範囲第１項
   又は、第２項に記載の静電像現像装置。 ４ 上記弾性体は板状の導電性弾性体である特許
   請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに記載の静
   電像現像装置。