JPH0452754Y2

JPH0452754Y2 -

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Publication number: JPH0452754Y2
Application number: JP1986022474U
Authority: JP
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1992-12-11
Also published as: JPS62135150U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、乾式現像装置に関し、電子写真、静
電記録等の記録装置、例えば複写機、印刷機、プ
リンター等に適用可能なものである。

〔背景技術〕

出願人は、現像剤の薄層を現像剤担持体上に形
成し、該薄層の現像剤を潜像に接近させ、この接
近部分に交互電界を印加して現像を行なう現像装
置を提案した（特公昭58−32375号、同58−32377
号明細書）。

この装置は現像効率（現像部に存在するトナー
のうち現像に消費され得るトナーの割合）が高
く、小型化などの面で非常に有用であるが、この
装置において使用される現像剤は一成分磁性トナ
ーであるために、トナーは磁性材を含有すること
が必須であり、このため現像像の定着性が悪いこ
と、またカラー画像の再現性が悪いこと、などの
欠点を有する。

この欠点を補う装置として出願人は、非磁性ト
ナーを使用し、非磁性トナーのみの薄層を現像剤
担持部材上に形成する方法および装置を開発し、
非磁性トナーのみの薄層を潜像に対面させて交互
電界を印加して現像を行なう現像方法および装置
を提案した（特開昭58−143360号、同59−101680
号明細書）。

これは、前記の磁性トナーを使用する現像装置
の利点を保ちつつ、トナーが磁性材料を含有する
ことによる欠点を解消したので有用であるが、現
像像の濃度が比較的低いことおよび後述の負性特
性（画像濃度が潜像電位の上昇とともに低下する
こと）を示す場合があるなどの現像特性の欠点が
見出された。

また、いわゆる２成分磁気ブラシ現像法として
知られているもの（例えば、特開昭53−93841号
明細書）は、非磁性現像剤を使用できるが、現像
部における磁気ブラシ中の消費可能なトナーの割
合が少ないので現像効率が低い、ブラシによる摺
擦の跡が掃目のように現像像に発生するなどの欠
点がある。

本出願人はこれらを解決する手段として、昭和
60年９月17日出願の特開昭60−204605号、昭和60
年９月30日出願の特開昭60−217556〜217562号を
提案した。これらの発明は、従来の２成分現像と
は異なる方式で、現像濃度アツプと現像効率向上
等の優れた効果をもつものである。

ところが、現像剤の消費割合に対して現像剤の
トナー粒子を長手方向に均一に供給することは、
現像効率の高い優れた現像装置においては、逆に
悪影響を及ぼすことが見られた。特に、顕著なも
のは、原稿サイズや現像像の領域が、Ａ系列とＢ
系列とで異なるために、共通領域と異なる差分領
域とで耐久使用中に濃度変化を生じることであ
る。この傾向は２成分現像に強く、１成分現像に
もわずかに見られた。

これを防止するために現像剤の攪拌も考えられ
るが、これだけでは十分は効果が得られず、特
に、小型現像装置では十分な攪拌さえできないも
のであるため、これらの問題は解決できない。
又、逆に部分的に多量の現像剤が消費されずに蓄
積されるとカブリや飛散を生じ易い。

〔目的〕

本考案は、上述の問題点にもとずきなされたも
のであり、現像装置から複写装置本体内への現像
剤飛散を防止し及びカブリのない高画質の顕画像
を形成する現像装置を提供する等を目的とするも
のである。

〔概要〕

本考案は、上記目的を達成するもので、キヤリ
ア粒子とトナー粒子とが混合される領域内にトナ
ー粒子を送る搬送手段と、この混合領域内で混合
された現像剤を担持搬送して静電潜像に供給する
現像剤担持部材とを備え、複数の異なるサイズの
静電潜像を現像する現像装置に於いて、上記搬送
手段は、上記異なるサイズの共通領域に対応する
上記混合領域部分に、上記異なるサイズの非共通
領域に対応する上記混合領域部分へより多くのト
ナー粒子を送ることを特徴とする現像装置であ
る。

〔実施例〕

以下図を用いて本考案を関して詳述する。

第１図は、本考案にもとづく現像装置の一実施
例の断面図を示すものである。図中１０は光学系
のセルフオツクレンズ、１は矢印ａの向きに回転
する非磁性円筒（以下非磁性スリーブと呼ぶ）、
２は非磁性スリーブに内包される複数磁極からな
る固定マグネツトを示し、現像剤層を形成するも
のは実験的には磁性粒子（キヤリア）３として、
シリコン樹脂で表面疲覆された40〜80μ粒径のフ
エライト粒子、トナー粒子４は、樹脂分のみから
なる粒径約10μの非磁性トナーを用いた。３，４
の交互からなる磁性現像剤は、非磁性スリーブの
回転及び固定マグネツトの磁界によつて、攪乱さ
れ、摩擦帯電によつてトナー粒子４は所望の電荷
極性に帯電され前記固定マグネツトの磁界により
非磁性スリーブ１の外周面に所謂磁気ブラシを形
成しつつ、潜像担持体である感光ドラム９に
350μの間隙を保つて対向せしめられ交互電界発
生手段として高圧電源８により、非磁性スリーブ
１と感光ドラム９の間隙間に現像効率を向上させ
るために1300Vpp1800Hzの矩形波が印加され静電
潜像の顕像化が行なわれる。

５は、現像剤規制磁性ブレードを示し１１は現
像剤規制非磁性ブレードを示し、共に対向する磁
界発生用磁極Ｓより、スリーブ１の回転方向下流
側に位置している。非磁性スリーブ１の表面とこ
れらのブレード５，１１は間隙を介して配置さ
れ、ブレード５はブレード１１より上流側で間隙
も大（約300μ）で現像容器内での磁性現像剤の
循環領域を制限するとともに、非磁性スリーブ１
外周面上に磁性粒子３トナー粒子４の混合からな
る磁性現像剤を適切な塗布量（特開昭60−217561
号の0.5〜５×10^-2ｇ／cm²）でコーテイングさせ
る機能をもつ。ここで磁性粒子３は、現像容器内
での循環トナー粒子との混合、トナー粒子への帯
電及び感光ドラムと対向する現像領域へのトナー
粒子保持搬送の役目をするもので、現像部では磁
界によつて拘束されるため、交番電界によつては
基本的にトナー粒子４のみが感光ドラム９に転移
する。

６，７は上述の機構により、スリーブ近傍にあ
る磁性粒子群から現像によつて消費されるトナー
の不足分を補うために、磁性粒子とトナー粒子の
混合領域へトナー粒子を（スリーブ側へ）供給す
る回転体からなるトナー供給部材を示す。トナー
供給部材はトナー搬送用の面積をもち共に時計方
向に回転する。

一般に電子複写装置においては、A3，B4サイ
ズ等の複写可能最大原稿サイズに対して、A4，
B5等の複写装置長手軸方向で小サイズの原稿を
複写する頻度も高く、原稿中央基準の場合、装置
の両端でまた原稿片側基準の場合、装置の片側で
現像装置からのトナー消費のない状態が継続す
る。ここにおいて、上記現像装置で非磁性スリー
ブ１の近傍の磁性粒子群３へトナー４を供給する
トナー供給部材６が長手軸方向で一様均一にトナ
ーを供給した場合、トナー消費のない領域ではト
ナーを無理やり押し込まれ攪拌混合されるため、
磁性粒子量に対するトナー量の比（Ｔ／Ｃ比）が
異常に上がり、磁性粒子表面に付着しないトナー
粒子が増加するため、光学系１０や転写紙供給系
１１等のトナーによる機内汚れが発生したり、小
サイズの原稿で長期コピーを行つた後、大サイズ
の原稿でコピーをとつた場合、その差分領域でカ
ブリ現象を生じる場合がる。

もちろん、現像装置内で磁性粒子とトナー粒子
の混合比を均一一様にするため、軸方向で複数の
螺線スクリユーによる攪拌あるいは、上記混合比
をセンサーにて検知して不足分を適宜トナーを供
給するATR方式等を用いれば、上述のような問
題点は生じにくいが、解消しきれないばかりか現
像装置が大型複雑化する。

これを防止するために前述の現像剤供給手段は
現像剤担持部材長手方向で複写装置で用いられる
原稿の大きさに応じて、現像剤担持部材へのトナ
ー粒子の供給量を原稿サイズの差分や現像される
べき領域の差分を増加するように変化させてい
る。

第２図は、本考案にもとづくトナー供給部材６
の一実施例を示すものである。

１２は、金属やプラステイツク等の剛体よりな
る回転支軸板、１３は回転支軸板に貼り付けられ
たフイルムやゴム等からなる弾性シートを示すも
のである。

本実施例は、複写装置の中で原稿が中央基準の
場合を掲げたもので、長手方向にわたつて弾性シ
ート１３の（Ａ−Ｂ）領域に（Ｌ−ｌ）の段差を
設け、両端域は中央に比較して比磁性スリーブ磁
性粒子群へのトナー供給能力を小即ち、搬送用面
積を小さくしている。

上記（Ａ−Ｂ）領域とは、例えばA3サイズ機
の場合（A3−B4）B4サイズ機の場合は（B4−
A4）の如く、各サイズの差分領域を示す。

第３図は、キヤノン社製PC−30を用いて（最
大原稿サイズB4）＝B4，Ｂ＝A4，Ｌ＝８mm，ｌ
＝６mmのトナー供給部材曲線ｒと、長手方向にわ
たつて段差を設けず、Ｌ＝８mmのトナー供給部材
（曲線α，β）とを用いかつA4サイズ原稿コピー
を行つた時の、非磁性スリーブ上にコーテイング
された磁性現像剤のＴ／Ｃ比の変動を示すもので
ある。

曲線αは、A4原稿中央位置でのＴ／Ｃ比で安
定したものとなつているが、曲線βに見られるよ
うに段差を設けないＬ＝８mmのトナー供給部材を
用いた時の（B4−A4）両端域のＴ／Ｃ比は大き
く変化してしまう。

これに対して、曲線ｒは、本考案にもとづく両
端に段差を設けたトナー供給部材を用いた時の
（B4−A4）両端域のＴ／Ｃ比変動は、中央部、
両端とも安定したものとなつている。

両端域に段差を設けないものは、（B4−A4）
領域でＴ／Ｃ比が増加傾向にあり、200〜300枚の
A4原稿コピーでB4コピー両端のカブリ及び転写
紙供給系へのトナー落ち飛散を生じ始めたが、段
差を設けたものでは、Ｔ／Ｃ比の変動（図中ｒ）
は小さく上述の問題は発生しなかつた。

尚、Ｌ，ｌの大きさや、供給のバランスは、各
現像装置の現像速度や回転スリーブの大きさ等の
要因によつて変化するので、適切な範囲は設計上
で異なる。目安としては、本例で見るように、25
％程度の差をつけることが良い。

又、本実施例としては、現像部でのトナー粒子
とキヤリア粒子との混合比を、現像部でキヤリア
粒子が1.5％〜30％の体積比率をもち、交互電界
中で、現像剤を磁界中にもたらす（現像用磁極Ｎ
等）構成をもつもの（ブラシ直接接触又は非接触
で交互電界でトナー転移）であるため、現像効率
の良いものであるが、この効果を損なうことな
く、良好な画像が形成できた。

本考案におけるより好ましい現像装置の適用対
象としては、電潜像担持体上の静電潜像を現像す
る現像装置であつて、トナー粒子と実質的に球形
の磁性粒子とを有する現像剤を収容する現像剤容
器と、前記静電潜像担持体と対向して、トナー粒
子を該静電潜像担持体に供給する現像部を形成す
るとともに、前記容器から現像剤を該現像部に担
持搬送する現像剤担持部材と、前記現像剤担持部
材の前記潜像担持体と反対側に設けられ該磁性粒
子を該現像部で該現像剤担持部材に接触させる第
１の磁界発生手段と、前記現像剤担持体の回転方
向で現像部の上流に位置し該現像剤担持部材表面
から離間している規制部先端を有する現像剤規制
部材と、前記現像剤担持部材の前記規制部材と反
対側に設けられ、前記現像剤規制部材よりも前記
現像剤担持体の回転方向に関して上流に位置する
第２磁界発生手段と、該現像部に搬送され前記現
像担持部材表面に担持されたトナー粒子を静電潜
像担持体に転移させる交互電界を前記現像部に形
成する交互電界形成手段とを有し、前記現像部に
おいて、前記静電潜像担持体と前記現像剤担持部
材とで画成される空間の容積に対して、該現像部
の磁性粒子が占める体積が1.5％乃至30％であり、
前記規制部材下流における、現像担持部材上の現
像剤塗布量が0.5〜５×10^-2ｇ／cm²であり、磁性
粒子に対するトナー粒子の重量割合が４〜40％で
あることを特徴とする現像装置が特に良く、本考
案に適用により現像部にはトナー粒子に加えて磁
性粒子がわずかに存在する（1.5〜30％の体積を
占める）ので、これが磁力の影響下で、粗（密で
なく）の状態、すなわち疎らな状態の穂を形成
し、その作用によつて現像特性が良好なものに維
持できる。

ここで、現像部における磁性粒子の体積比率に
ついて説明する。「現像部」とはスリーブから感
光ドラム１へトナーが転移あるいは供給される部
分である。「体積比率」とはこの現像部の容積に
対するその中に存在する磁性粒子の占める体積の
百分率である。上記現像装置においてはこの体積
比率が重要な影響を有すること、およびこれを
1.5〜30％特に2.6〜26％とすることが極めて好ま
しい。

1.5％未満では、現像像濃度の低下が認められ
ること、スリーブゴーストが発生すること、穂５
１が存在する部分としない部分との間で顕著な濃
度差が発生すること、スリーブ表面上に形成され
る現像剤層の厚さが全体的に不均一となること、
などの点で好ましくない。

30％を越えると、スリーブ面を閉鎖する度合い
が増大し、かぶりが発生すること、などの点で好
ましくない。

特に、この現像は体積比率の増加あるいは減少
にしたがつて画質が単調に劣化または増加するの
ではなく、1.5〜30％の範囲で十分な画像濃度が
得られ、1.5％未満でも30％を越えても、画質低
下が発生し、しかもこの画質が十分な上記数値の
範囲ではスリーブゴーストもかぶりも発生しない
という発明者が見出した事実に基づくものであ
る。前者の画質低下は負性特性によるものと思わ
れ、後者は磁性粒子の存在量が大きくなつてスリ
ーブ表面を開放できなくなりスリーブ表面からの
トナー供給量が大幅に減少することから生ずると
考えられる。

又、1.5％未満では、線画像の再現性に劣り、
画質濃度の低下が顕著である。逆に30％を越えた
場合は磁性粒子が感光ドラム面を傷つける問題、
画像の一部として付着して行くために生じる転
写、定着の問題がある。

そして、磁性粒子の存在が1.5％に近い場合は、
大面積の一様高濃度画像（ベタ黒）の再現時に、
「あらび」と称せられる部分的現像ムラが発生す
る場合（特別環境下等）があるので、これらが発
生しにくい体積比率とすることが好ましい。この
数値は現像部に対して磁性粒子の体積比率が2.6
％以上であることで、この範囲はより好ましい範
囲となる。又、磁性粒子の存在が30％に近い場合
は、磁性粒子の穂が接する部分の周辺にスリーブ
面からのトナー補給が遅れる場合（現像速度大の
時等）があり、ベタ黒再現時にうろこ状の濃度ム
ラを生じる可能性がある。これを防止する確実な
範囲としては、磁性粒子の上記体積比率が26％以
下がより好ましいものとなる。

体積比率が1.5〜30％の範囲であれば、スリー
ブ表面上に穂が好ましい程度に疎らな状態で形成
され、スリーブおよび穂上の両方のトナーが感光
ドラムに対して十分に開放され、スリーブ上のト
ナーも交互電界で飛翔転移するので、ほとんどす
べてのトナーが現像に消費可能な状態となること
から高い現像効率（現像部に存在するトナーのう
ち現像に消費され得るトナーの割合）および高画
像濃度が得られる。好ましくは、微小なしかし激
しい穂の振動を生じさせ、これによつて磁性粒子
およびスリーブに付着しているトナーがほぐされ
る。いずれにせよ磁気ブラシの場合などのような
掃目むらやゴースト像の発生を防止できる。さら
に、穂の振動によつて、磁性粒子とトナーとの摩
擦接触が活発になるのでトナーへの摩擦帯電を向
上させ、かぶり発生を防止できる。なお、現像効
率が高いことは現像装置の小型化に適する。

上記現像部に存在する磁性粒子の体積比率は（Ｍ／ｈ）×（１／ρ）×［（Ｃ／（Ｔ＋Ｃ）］で求めることができる。ここで、Ｍはスリーブの
単位面積当りの現像剤（混合物……非穂立時）の
塗布量（ｇ／cm²）、ｈは現像部空間の高さ（cm）、
ρは磁性粒子の真密度ｇ／cm³、Ｃ／（Ｔ＋Ｃ）は
スリーブ上の現像剤中の磁性粒子の重量割合であ
る。

なお、上記定義の現像部において磁性粒子に対
するトナーの割合は４〜40重量％が好ましい。

上記実施例のように交番電界が強い（変化率が
大きいまたはVppが大きい）場合、穂がスリーブ
２２からあるいはその基部から離脱し、離脱した
磁性粒子はスリーブと感光ドラム１との間の空間
で往復運動する。この往復運動のエネルギーは大
きいので、上述の振動による効果がさらに促進さ
れる。

以上の挙動は高速度カメラ（日立製作所製）で
8000コマ／秒の影響を行なつて確認された。

感光ドラム１表面とスリーブ２２表面との間隙
を小さくして、感光ドラム１と穂５１との接触圧
力を高め、振動を小さくした場合でも、現像部の
入口側および出口側では空隙は大きいので、十分
な振動が起り、上述の効果が奏される。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案により現像剤担持
部材長手軸方向で記録装置で用いられる原稿の大
きさサイズ又は現像される領域サイズに応じて現
像剤供給手段の現像剤担持部材へのトナー供給量
を変化させる殊によつてトナーの機内飛散を軽減
し、かつカブリのない安定した画像形成が達成で
きる現像装置を実現できた。

特に、２成分でトナー粒子にカラー成分を付加
したものでは優れた色再現性の良い画像が得られ
る。

本考案は特に２成分現像方式で、キヤリア粒子
を少量とした新規現像に多大なる効果をもたらす
が、従来の２成分現像にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にもとづく現像装置全体構成
説明用の断面図、第２図は、第１図の現像装置内
のトナー供給部材の斜視図、第３図は、耐久試験
によるスリーブ上Ｔ／Ｃ比変動を示すグラフ図で
ある。１はスリーブ、２はマグネツト、３は磁性粒
子、４はトナー粒子、６，７はトナー供給部材、
８は高圧電源、９は感光ドラム。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) キヤリア粒子とトナー粒子とが混合される領
域内にトナー粒子を送る搬送手段と、この混合
領域内で混合された現像剤を担持搬送して静電
潜像に供給する現像剤担持部材とを備え、複数
の異なるサイズの静電潜像を現像する現像装置
に於いて、上記搬送手段は、上記異なるサイズの共通領
域に対応する上記混合領域部分に、上記異なる
サイズの非共通領域に対応する上記混合領域部
分へより多くのトナー粒子を送ることを特徴と
する現像装置。 (2) 上記搬送手段はキヤリア粒子とトナー粒子と
が混合される領域内へトナー粒子を搬送する回
転シートを備え、該回転シートは、トナー粒子
送り用幅が上記共通領域に対応する部分で上記
異なる領域に対応する部分よりも大である実用
新案登録請求の範囲第１項記載の現像装置。 (3) 上記現像装置は、現像剤層厚を規制する非磁
性ブレードと、現像剤担持部材の移動方向に関
して該非磁性ブレード先端よりも上流側に位置
すると共に現像剤担持部材の裏側に位置する第
１磁界発生手段と、現像剤担持部材が静電像担
持体に近接する現像部へ磁界を及ぼす第２磁界
発生手段と、現像部に交互電界を形成する交互
電界形成手段とを有する実用新案登録請求の範
囲第２項記載の現像装置。