JPS63287874A - 静電像現像装置 - 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〕 本発明は静電記録、電子写真法にかかり、安定な画像を
得るに適した現像に関する。

〔従来の技術〕

静電記録や電子写真法で形成された静電像を現像する代
表的な方法として、乾式トナーを用いる一成分現像剤方
式と二成分現像剤方式とがある。

−成分現像剤方式はトナーのみから成るものであるため
現像機の構成が簡単になる反面トナーの搬送性が劣った
り、トナーの電荷量制御がむつかしく画像の安定性に欠
ける短所がある。一方、二成分現像剤方式はトナーとキ
ャリアとから成るものであるため、トナーとキャリアノ
混合比を略一定に制御したり、現像剤を均一に攪拌した
りする必要があり、装置が複雑大型になる欠点がある反
面、現像剤の搬送性が良く、画質も安定し秀れたものが
得られる長所がある。

これら二方式の短所を補うべく考えられた現像方式に、
特開昭５４−１４７８３７に記載されているような現像
ロール部のみが実質的に二成分現像剤となるようなもの
がある。しかし、この方式でも、現像剤中のトナー濃度
、帯電量を均一にすることが困難であった。そのため画
質が二成分方式に比し未だ不充分であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術の画質が劣る欠点はトナー各々の帯電が不
均一であったり、潜像部にキャリアが付着するために生
ずるものであるが、従来現像装置ではトナー各々の帯電
を均一にし、かつ潜像部への不要なトナーの付着を防止
する配慮が欠けていた。本案はかかる従来の問題を解決
することを目的とし、現像部でのトナー濃度、トナー帯
電量の変動を押え、潜像部への不要なトナーやキャリア
の付着を防止するようにしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はかかる目的を達成するため、現像剤として磁性
を有するキャリアと帯電制御剤を含む絶縁性トナーとか
ら成るものを用い、トナー濃度はキャリア表面積をトナ
ー粒子で全面を覆う以上となし、現像剤を搬送および収
納する部材や現像剤との接触構体の摩擦帯電系列をトナ
ーに対しキャリアと同−例となる様に構成し、現像剤を
磁気的手段で現像部に搬送し、現像に際し消費したトナ
ーを補給する方法として従来のようなトナー濃度検出制
御装置を用いず現像剤に補給用トナーを接触せしめるだ
けで、消費した分を補充する構成とした。

〔作用〕

かかる構成により本案によれば、トナーの帯電およびト
ナー濃度が均一かつ安定になるため、かぶり、濃度むら
、解像度劣化の少ない画像が安定して得られるようにな
る。

〔実施例〕

第１図は本実施例である。

静電潜像を有する記録体ドラム１は実線矢印方向又は点
線矢印方向に回転している。この静電潜像を現像器２で
現像する。マグネットロール３を内蔵せる現像ロール（
現像部材）４を回転することで磁性キャリア５とトナー
６とから成る現像剤を記録体面まで搬送し現像する。補
給用トナー７はトナーを送り出すための攪拌フィンまた
は攪拌バー８で現像剤を有する現像ロール部へ給供され
る。現像ロールおよびマグネットロールにより搬送され
た現像剤は規制板９で所望の厚さにカットされ、規制さ
れた現像剤は矢印のように落下し再び現像ロールで搬送
される。即ちこの部分で現像剤は回動している。規制板
を通過した現像剤は現像ロールに吸着自転しつつ搬送さ
れる。磁極に対応した所では現像剤は穂立する。この穂
立ちにより現像剤は現像ロールカバー１０と接する。現
像ロールカバー１０と現像ロールとのギャップは規制板
９とのギャップより大きい。この接触はトナーの摩擦帯
電促進とカバーへ付着したトナーの除去作用とを有する
。記録体ドラムと近接または接触し現像動作を終了した
現像剤は再び規制板部まで回動せしむる。この際、現像
ロール下部カバー１１とは現像ロールカバー１０と同様
の作用をなす。現像に際してはドラムと現像ロール間に
現像特性を調整するためのバイアス電源１３が接続され
ている。補給用トナーはトナー収容容器１２内に納めら
れている。記録体と現像ロール間のギャップは０．２〜
１．０ｍｍのとき良好な画像が得られる。本現像方式に
使用するトナーはトナーを一定の極性と電荷量に帯電し
やすくするため帯電制御剤にグロシ染料、クロム錯塩染
料など）を含む体積抵抗１０’４５２Ｇ以上の絶縁性の
磁性または非磁性トナーで平均粒径５〜２０μｍのもの
が用いられる。トナーは磁性キャリア、規制板９、現像
ロール４、現像ロールカバー１０．１１との接触、摩擦
により帯電する。そのためこれら現像剤と接触する摩擦
部材はトナーに対し同一摩擦系列側とするのが好ましい
。また、摩擦帯電を促進する処理（制御剤を含む樹脂や
酸比被膜コーティングなど）を行うのが好ましい。

現像剤の磁性キャリアはトナーの粒径よりやや小さいも
のから２００μｍ位までが使用できるが、実験によれば
平均粒径５０〜１２０μｍ程度のものが良好な結果を得
た。キャリアの磁気特性は現像剤で形成される磁気ブラ
シが軟かく、かつ自転をともなう搬送を円滑に行わしめ
るために飽和磁東密度２　Ｑ　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ以上
、保磁力２０ｅ以上、残留磁束密度１　ｅ　ｍ　ｕ　／
　ｇ以上であることが好ましい。これに適する磁性材と
してＢａｄ、ＺｎＯ。

Ｎｉｐ、Ｆｅ２Ｏｇより成るフェライトが良好な結果を
与える。現像剤のキャリアとトナーの割合はキャリア１
重量部に対し０．１〜３重量部の間で使うことができる
が、この値はキャリアの磁気特性、マグネットロールの
磁束密度、規制板ギャップ、キャリア径、トナーの磁性
の有無、現像ロールやマグネットロールの回転数によっ
て異なる。

規定の現像動作点に対して、キャリアトナー比が大幅に
変わるとトナーの帯電量やトナー供給能が変るので、ト
ナー供給方式はこの点に留意しなければならない。本実
施例ではトナー収容容器１２を現像ロールと並置した構
成であるため、トナーは攪拌フィン８により現剤と接触
したとき供給されるので、過剰に現像剤中に取り込むこ
とがないためトナー濃度を実用上支障のない範囲に保つ
ことができる。

マグネットロール、現像ロール、記録体ドラムの方向は
特に限定されることはないが好ましい形は、実線矢印の
ごとくにマグネットロールを時計回転方向、現像ロール
を反時計回転方向となすのが良い。なおかつ、記録体ド
ラムと現像ロールの周速を略等しくする（±１０％程度
以内）と現像ロールと記録体ドラムとのギャップ維持機
構を簡易化できるので一層好ましい。これら周速を１０
■／Ｓで等しくしたときの良好な画像が得られるマグネ
ット回転動は６００〜１１０００ｒｐであった。またマ
グネットロール３は後述する第２図の如く固定型であっ
ても良い。トナー濃度が大きい場合トナー帯電の制御が
むつかしく、本案のごとく摩擦部材を設は帯電を催進し
たとしても未制御トナーの存在により、かぶりや解像度
低下を完全に防ぎ得るとは限らない。画質を実に改善す
るためには現像特性を調整するために使用するバイアス
電源１３として、交流成分を含むものを用いると良好な
結果が得られる。交流成分としては０．１〜１０ＫＨｚ
が適用できるが、実験によると記録体ドラムの潜像電圧
を７００ｖとなし反転現像した場合ピーク電圧１０００
Ｖの短形波状のバイアス電圧を印加したとき解像度向上
、かぶり低減に対し良好な効果が得られた。現像ロール
にバイアス電圧を印加する場合規制板９、現像ロールカ
バー１０．１１は同電位とするのが良い。

本案ではトナーの帯電をキャリアとの摩擦以外に少くと
も規制板９、現像ロール４との摩擦により促進させるも
のであるが、現像剤すなわちキャリアとトナーとの混合
以前にもトナーの帯電を促進した方が良い。即ちトナー
収容容器１２の内面や攪拌フィンの材質の帯電系列をキ
ャリアのそれに近づけるのが望ましい。

本現像剤には、磁性トナー、非磁性トナーのどちらも使
用可能である。とくに磁性トナーの場合にはトナー濃度
が大きくとれ、高速現像にまで適用できる。磁性トナー
の場合磁性体の含有量は１０〜６０重量％の範囲が良く
、特に３０〜５０％のとき帯電性が良く、現像器外への
トナー飛散を防止できるなどの好ましい結果が得られた
。また、記録体へのキャリア付着を防ぐために、トナー
の磁性はキャリアより小さくする必要あるが、前述した
キャリアの磁性は、上述の磁性体含有量が１０〜６０％
のトナーはこの条件を満す。さらに、キャリアの粒径を
トナーより大きくし、現像磁極へキャリア吸引力を大と
することは記録体へのキャリア付着を防止する上で有効
である。

第２図は本案の第二の実施例である。本案ではマグネッ
トロール１４を固定とし、現像ロール４のみを回転し、
現像部へ現像剤を供給する。

本方式では、マグネットロールの回転による現像剤の自
転運動がないので、現像剤中のキャリアとトナーの接触
、混合が第１聞方式に比し少ない。

そのため、規制板９にて、一定のブラシ厚とする前に第
２の規制板１５にて、規制板９で規制するよりも厚いブ
ラシを形成せしめている。このようにすることで、第２
の規制板で削りとられた現像剤は矢印で示すごとく、下
方へ落し、再び現像ロールで搬送される作用をくり返す
。これにより、混合が促進するので、トナーの均一分散
、均一帯電が可能となる。第１図で説明したと同様、こ
の部分へ、攪拌フィン８にて、トナー７を接触せしめ消
費された分のトナーを補給する。スクレーパ１６は現像
ロールに吸着した現像剤を一担はぎとるもので、現像ロ
ール表面近傍へ吸着されたトナーやキャリアを、外側の
現像剤を入れ換へる役目をする。

第２図実施例の固定マグネットロールはまた第１図で示
したと同様回転ロールとすることも可能である。この場
合、スクレーパフィン１６は不要である。

第３図は更に他の実施例である。第２図実施例に対し、
本案はマグネットロール１７の磁極構成を工夫すること
により、記録体へのキャリア付着を防止するとともに現
像効率を上げている。記録体と現像剤が近接または接触
する現像部の磁極Ｎｚ。

Ｎｓは同極性で、その磁束密度はＳｓ＜Ｎｚ＜Ｎｓ＜Ｓ
２としている。かかる関係とすることで、現像剤のキャ
リアは現似部でとどこおることなく円滑に現像ロールで
搬送されるとともに、万が一記録体にキャリアが付着し
てもＮｓの強い磁極により再び現像ロール側に引き戻さ
れるのである。また、Ｎｘ、Ｎｓの同極磁石を配するこ
とで、現像部の磁気ブラシ幅が増大し、現像効率が増大
するものである。

本実施例によれば、記録体を現像ロールと同方向、略同
速度で移動現像せしめても、記録体へのキャリア付着も
なく、高濃度画像が得られる。

〔発明の効果〕

以上実施例により説明した様に、本案は現像部材である
現像ロールに磁気的に吸着した現像剤にトナー収容容器
内のトナーを間欠的に接触せしめることにより、トナー
粒子がキャリア表面を全面を覆う以上に供給し、キャリ
アと現像剤接触部材とで、帯電制御剤を添加した絶縁性
トナーを帯電し現像するものであるから、現像剤中のキ
ャリアとトナーの混合が良好に行われ、かつ帯電量が現
像剤全体にわたり均一に行われるため、均一高画質画像
が安定に得られる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明実施例の現像器置を示
す縦断面図である。 １・・・記録体、２・・・現像器、３・・・マグネット
ロール、４・・・現像ロール、５・・・キャリア、６・
・・トナー、９・・・規制板、１３・・・バイアス電源
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電荷を有するトナーで静電潜像を現像するものにお
   いて、現像剤は、トナーより磁性が強くかつ粒径の大き
   い磁性キャリアと、帯電制御剤により帯電制御された絶
   縁性磁性または非磁性トナーから成り、トナー濃度はキ
   ャリア表面積をトナー粒子で全面を覆う以上となし、少
   くとも現像剤を搬送および磁気ブラシを整形する部材の
   帯電系列をトナーに対しキャリアと同一側となるように
   構成し、静電潜像部に現像剤を搬送、回動する現像部材
   に吸着した現像剤にトナーを間欠的に接触せしめること
   により補給することを特徴とする静電像現像装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、静電潜像と現像部
   材の移動速度は同方向でかつ同速であることを特徴とす
   る現像静電像現像装置。