JPS6095573A - 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】 本発明は、非磁性現像剤により静電潜像等の潜像を現像
する現像装置に関するものである。

従来、乾式−成分現像装置としては各種装置が提案され
又実用化されている。しかし、いずれの現像方式におい
て本乾式−成分現像剤の薄層を形成することは啄めて難
かしく、このため比較的厚い層の形成で現像装置を構成
していた。

しかるに現像画像の鮮明度、解像力、などの同上がめら
れている現在、乾式−成分現像剤の薄層形成方法及びそ
の装置に関する開発は必須となってしる。

従来知られている乾式−成分現像剤の薄層を形成方法と
しては、特開昭５４−４３０３７号が提案されており、
且つ実用化されている。しかし、これは磁性現像剤の画
形成に関するものであった。磁性現像剤は磁性を持たせ
るため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ｆ象
剤自身に磁性体を内添する丸めのカラー再現の際の色彩
の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方法と１〜で、ビーバ
ーの毛のような柔い毛を円筒状のブラシにして、これに
現像剤全付着塗布する方法や、表面カベルベット等の４
ｉ［＃で作られた現像ローラにドクターブレード等によ
り塗布する方法が提案されている。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弾性体ブｌ／−ドを
使用した場合、現像剤量の規制は可能であるが、均一な
塗布は行われず、現像ローラ」二の繊細ブラシを摺擦す
るだけで、ブラシの繊維間に存在する現像剤への摩擦帯
電電荷賦与は行われないため、ゴースト等の発生しやす
いという問題点がめった。また、非磁性現像剤を有して
いるので、装置からの現像剤の漏れを防止することが離
かしかった。

本発明は上述の従来方法の問題点を除き、現像剤を現像
剤保持部材表面に均一な薄層として形成し、且つ、十分
な摩擦帯電を与え、塗布する新規な現像装置を提供する
ことを目的としている。更に本発明は、上記非磁性現像
剤が現像装置から漏れ出すのを防止するのを可能にする
ことを目的としている。

上記目的を達成する本発明の現像装置は、非磁性現像剤
と磁性粒子とを貯蔵する容器と、潜像担持体に非磁性現
像剤を回動搬送する現像剤保持部材と、上記容器の非磁
性現像剤の供給出口側にあり、この保持部材表面に間隙
を形成して配置した磁性粒子拘束部材と、この磁性粒子
拘束部材に対して上記保持部材を介して反対側に配置さ
れた磁界発生手段と、上記容器の現像剤入口側に設けら
れ磁気ブラシを形成する磁性部材とを有し、該磁性部材
は該保持部材表面において、はぼ磁界発生手段の磁界の
働く方向に該保持部材の移動方向に対して磁界発生手段
よりも上流側に設けられ、上記保持部材との間隙ｙを０
．１≦Ｉ≦１．５龍好ましくは０．３≦ｙ≦１．０順に
設定した現像装置である。

上記本発明の潜像相持体としては、感光体や絶縁体層を
有するドラム状やベルト状の部側であり、磁界発生手段
としては磁石ローラの軸方向に同極性又は異極性の磁極
を着磁したものや、棒状の複数の磁石を固定支持部材」
二に接着したものを用い得る。更に回動する現像剤保持
部材と１〜では、アルミニウム・銅・ステンレス・黄銅
等の非磁性金属や合成樹脂材料によるスリーブ又は樹脂
や合間の無端ベルトの使用が可能であり、その周ｍ１け
トナーの搬送性や帯電特性を高めるのに、必要に応じて
粗面化又は凹凸模様を設けても良い。また、磁性粒子拘
束部材としては、鉄等の磁性体やアルミニウム、鋼、樹
脂等の非磁性体によるブレード板や壁を用い得る。更に
、現像剤の流出防止のための磁気ブランを形成するため
に磁界発生手段に対向する磁性部材を設けるときは、鉄
等の金属以外にもこの磁界発生手段とは逆極性の関係に
対向する磁石であってもよい。これら磁性部材は磁界発
生手段に対向する容器の壁に取付けても良いし、又は容
器自体を鉄等の磁性体で構成し、磁界発生手段に対向す
る容器の壁を現像剤保持部材に近付けて構成しても良い
。

以下、図面に従って本発明を更に詳しく説明する。

第１図は本発明の現像原理を説明するための現像装置の
断面図を示す。

図において、１は電子写真感光体ドラムであり、図示し
ない潜像形成手段によシ形成した潜像を保持し、図示の
現像位置を矢印ａ方向に回転して通過する。この感光体
ドラム１に対しては、現像剤を保持する現像剤保持部材
である非磁性スリーブ２が、所定の間隙を保って対向し
ており、スリーブ２は矢印す方向に回転する。このスリ
ーブ２の上部には非磁性現像剤４と磁性粒子５の混合体
を貯蔵する樹脂やアルミニウム等の非磁性材料を用いた
容器３が位置し、この容器３のスリーブ回転方向下流に
は、磁性粒子拘束部材である磁性ブレード６がねじ市め
されている。

一方、この磁性ブレード６に対するスリーブ２の反対側
には、磁界発生手段としての磁石７が設けられている。

この磁石の取付は位置は、磁極の位置と磁性ブレード６
との関係で決定され、実際には磁性ブレード２の位置よ
りも若干上流側に磁極を設けることにより、形成する磁
界の作用で磁性粒子の流出防止、及び現ｆｖ！剤の均一
塗布の点で更に良好な結果を得る。

上記構成において、容器３内の磁性粒子５け、磁石７の
８極と磁性ブレード６との内に生じる磁界により、磁気
ブラシ８を形成する。そして、スリーブ２が回転するこ
とにより上記磁気ブラシ８を保持したまま、磁性粒子と
非磁性現像剤とは攪拌混合される。この状態で容器３の
磁性ブレード側では、との−ブレード６の存在により非
磁性現像剤と磁性粒子の混合体は、このブレードにより
移動が阻止されて上昇し、矢印Ｃ方向に循環運動する。

これにより非磁性現像剤は、磁性粒子との混合によりス
リーブ２ないしは磁性粒子によって摩擦帯電される。帯
電された現像剤は、磁性ブレード６の近傍に形成した磁
気ブラシ８により、スリーブ２の表面に鏡映力によシ均
一に薄く塗布され、感光体ドラムとの対向位置に至る。

ところで、磁気ブラシ８を構成する磁性粒子５は、磁石
７の磁界による拘束力が、摩擦力が原因する搬送力よシ
大となるように設定することで、スリーブ２上には流出
しない。そして、磁気ブラシ８の領域内に非磁性現像剤
があれば、磁気ブラシ８の磁性粒子とこの現像剤との比
率は、スリーブ２０回転によシはぼ一定値を保つ。

これにより現像でスリーブ上の現像剤が消費されても、
自動的に磁気ブラシ８の領域に現像剤が供給される。従
って、上記スリーブ２上には常に一定量の現像剤の供給
塗布が可能となる。

なお、上記原理説明では磁性粒子拘束部材に磁性ブレー
ドを用いているが、非磁性ブレード又は容器を構成する
樹脂やアルミニウム等の非磁性体の壁を、この拘束部材
として用いることもできる。しかし、この場合、磁性粒
子の流出を防止するため、スリーブと拘束部材との間隙
を磁性ブレードを用いるとき」：りも更に小さくする必
要がある。また、磁性ブレードを用いる場合は、ブレー
ドと磁極間の磁界により磁性粒子を安定してできる点で
好ましい。

ところで、上記第１図の現像装置においては、現像剤が
非磁性現像剤であるため、容器３にスリーブ２が入る側
の領域ｄから漏れ易いという問題を生じ易い。この様に
上記領域ｄからの現像剤の漏れを防止するために本発明
では上記スリーブが容器内に入る側のスリーブと容器間
に磁気ブラシを形成し、この容器からの非磁性現像剤及
び磁性粒子の漏れを防止する。

以下、図面を用い更に詳しい実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す現像装置の断面図を示
す。図において第１図の構成部材゛と同一部材について
は同一符号を付しである。

図中、７ａは第１の固定磁石でスリーブ内の固定軸９に
取付けられており、第１磁極を形成し、上記第１図の磁
石７の作用、即ち、磁性ブレード６との間の磁界により
磁性粒子を容器内に拘束する。また、７ｂは第２磁極を
形成する第２の固定磁石であり、上記第１磁極と逆極性
のＮ磁極がスリーブ２側に対向している。この場合第２
磁極は直接現像に寄与するものではなく、現隊装置に強
い衝撃が与えられた場合、たとえば運搬中に、磁性粒子
が容器３中から漏れだときに容器内へ回収するために設
けられるものである。更に、この第１磁石７ａに対向す
る容器３の内側壁部には磁性部材としての鉄片１０が取
付けられている。

上記構成によりスリーブ２表面付近に多量に存在する磁
性粒子５は、磁界及びスリーブ２の回転により、磁極部
で磁気ブラシを形成しながら、矢印Ｃ方向に循環運動す
る。即ち、磁性ブレード近傍の磁性粒子５は、このブレ
ード６又は容器壁につき当り、更に上流側から搬送され
る粒子に押されて上昇し、次に重力の作用もイ午い容器
下位に搬送される。そして、更にスＩＪ−プ２に保持さ
れるまでに、磁性粒子の流れは非磁性現像剤を取込み、
再び第１磁極７ａの位１ｆへ至る。

従って、容器の下部には常に磁性粒子が循環存在し、第
１磁石７ａと鉄片１０との間に磁気ブラシ８ａを形成す
る。この磁気ブラシ８ａの存在により容器３内の現像剤
４は、このブラシ８ａよりも下位へ流下するのが防止で
きる。更に、この磁気ブラシ８ａは現像装置の動作に関
係なく形成しているため、装置が作＊！＋　１／ていな
いときでも現像剤のみならず磁性粒子の漏れをも防止す
る。本発明では鉄片１０の如き磁性部材を用いたので、
スリーブ２の回転によっても第１磁極７ａにより発生す
る磁界をより強く、且つ安定して形成できる効果を生じ
る。

次に、この第１磁極に対し磁性部材を対向するときの、
これら磁極と４１性部材との位置関係によるスリーブ上
の現酸剤のｗＪ茜について説明する。

第３図（５）は第１磁極（Ｓ極）７ａのスリーブ回転方
向下流側に磁性部材である鉄片１０ａを配置した場合、
そして、第３図（Ｂ）け上流側に配置した場合を示す。

第３図（５）から明らかなように、第１磁極７ａの下流
側に磁性部材を配置すると、鉄片１０ａの上流側に磁気
ブラシが集中することがある。その結果、磁性粒子の量
により鉄片１０ａの上流側のブラシには、矢印ｅの如き
流動循環を生じることがある。この場合、現像により消
費されずにスリーブ上に残留し、この第１磁極に至った
スリーブ上の現像剤は、上記流動する磁気ブラシにより
掻き取れ易くなる。その結果、掻き取られた現像剤がス
リーブ下部に落下し、現像剤の飛散により周辺部を汚染
することになる。

第３図（Ｂ）の場合は、磁気ブラシが鉄片１０ａの下流
側に集中する。このため、この磁気ブラシに流動循環が
生じても、スリーブ上の上記残留現像剤の容器内への進
入は円滑に行うことができる。更に、この磁気ブラシは
鉄片との間の強い磁界に基づいて形成されているため、
スリーブ２の回転によってもスリーブとともに′移動す
るととはなく、現像剤の漏れ防止効果を安定して保持す
る。□このように鉄片１０ａを第１磁極７ａに対向させ
るか又は、鉄片１０ａを上流側に配設することが好まし
い。

次に第１磁極７ａに対して鉄片を」二流側に設けた場合
の鉄片の設置位置をさらに詳細に説明する。第４図にお
いて実線はスリーブに対して法線方向のスリーブ表面で
の磁束密度分布であ勺、破線はスリーブに対して接線方
向の磁束密度分布のガウスメータによる実測例である。

第４図でもわかるように法線方向の成分のパターンと接
線方向のそれと祉実測値でも＃′１．げｉｆｆ交函数関
係になっている。また横軸の角度０は第２図においてス
リーブの中心を通る鉛１１＆線を基準に時計方向を（ｆ
）としている。

スリーブ上のある点における磁力の強さ及び方向・は・
１、第４図で示される法線方向と接線方向の磁界の合□
成となり、この合成磁界の働く方向に鉄片を設置すれば
、第１磁極（Ｓ極）と鉄片との間で確実な磁気ブラシが
形成される（第５図）。従ってこの磁気ブラシによって
容器３中から下方への磁性粒子及び現像剤の漏れを防止
できる。

ところで、前述の如く、鉄片はスリーブの回転方向に対
して磁極よりも上流側に配設することが好ましいので、
第４図のθ、〈θ〈θ、、第２磁極に対する場合はθ、
〈θ〈θ。に配置することが好ましい。

次に第５図に示した鉄片１０の位置においてスリーブ２
と鉄片１０との間隙９と現像容器３からの非磁性現像剤
及び磁性粒子の漏れ量Ｍとの関係を説明する。この概略
傾向としては、間隙ｇが０．５朋前後よりも広くなると
漏れ量Ｍは増大し、又０．５１ｎＩＩＬ前後よりも狭く
ても漏れ量Ｍは増大する。これは、間隙が広いとスリー
ブと鉄片との間の磁気ブラシの形成が十分性なわれず、
スリーブの回転によシ磁気ブラシの一部が切れて磁性粒
子が漏れたり、又は磁気ブラシの隙間から現像剤が漏れ
たシすることによる。特に間隙ｇがほぼ１．５間を超え
ると磁性粒子の漏れも増大する。間隙が狭い場合、特に
間隙Ｉが０．１龍よシ狭い場合にはスリーブの回転によ
りスリーブ上に残留している未使用現像剤が鉄片の先端
、ないしはスリーブと鉄片との間に強く形成された磁気
ブラシによって掻き落されるため、非磁性現像剤が容器
内に回収されず、漏れと同等の状態が発生する。間隙ｙ
が狭い場合、磁性粒子の漏れはほとんどない。上述のス
リーブと鉄片との間隙ｇと漏れ量Ｍとの関係は、現像剤
、磁性粒子、スリーブの表面性や材質には大きな依存性
は無く、スリーブ内部に設けた磁石７ａによる磁力の強
さがスリーブ表面で３００〜１０００ガウス程度の通常
の電子写真現倫装置に用いられる磁石でｇｂ立つことを
見い出した。

本発明の一実施例を゛第６図により説明する。

図において第２図と同一部材は同一符号が付しである。

この実施例の現像装置において感光体ドラム１は矢印ａ
方向に６０關沙の周速度で回転する。２は矢印す方向に
６６謳／秒の周速度で回転する外径３２闘、厚さＱ８ｔ
ｎｘのステンレス（８０８３０４）製のスリーブで、そ
の表面は＃６００のアランダム砥粒を用いて不定型サン
ドブラストを施し、周方向表面の粗面度を０．８μｍ　
（Ｒｚ　＝　）にした。

一万、回転するスリーブ２内にはフェライト焼結タイ７
′の第１の磁石７ａを固定して配設し、そのＳ極は磁性
プＬノード６に対して、スリーブ２の甲心Ｏとブレード
先端を紀ぶ線から３０度（図示）傾けて設定しである。

一方の第２の磁石７ｂのＮ［は、容器のスリーブ入口側
に設けた破性部材である鉄片１０に対向して位置する。

この第２磁石７ｂのスリーブ表面での磁束密度は、鉄片
１０の存在下でそのピーク値が６５０ガウスあう、鉄片
１０を外した状態では４００ガウスあった。このとき第
２磁石の磁極と鉄片１０との位置関係は、磁極の上流側
に鉄片を設置し、かつほぼ第２磁極の働く方向に設け、
又、スリーブ２と鉄片間の距離を０．８１１に設定した
。又鉄片の厚さは０．５ｍである。

磁性ブレード６は鉄製であり、表面にさび止めのためニ
ッケルメッキを施した。このブレード６はスリーブ２の
表面に対して間隙を２００μｍに設定した。

上記磁性粒子５としては粒径７０〜１００μ、峡大５Ｑ
ｅｍｕ／ｇの球形７エ２イト（ＴＤＫ社製）を１００ｇ
用いた。一方、非磁性現像剤４としてはポリエステル系
樹脂１００部に対し、鋼フタロシアニン系顔料３部、負
性荷電制御剤５部（アルキルサルチル酸金属鎖体）を内
添し、シリカ０．５％を外添した平均粒径１２μｍの負
（へ）極正に帯電するシアン色の粉体を２００ｇ用意し
た。そして、上記非磁性現像剤と磁性粒子とをよく混合
した後、容器３内に入れる。上記容器３内における非磁
性現像剤と磁性粒子との混合体は、特にこの磁性粒子が
磁界の下でスリーブにより搬送されることで循環運動す
る様子が、現像剤が少なくなった状態で観察できた。

上記構成の現像装置においては、上記スリーブの回転に
ともないスリーブ２の表面には、約８０μｍ厚の非磁性
現像剤のみにょる薄層が形成できた。この現像剤層をプ
四−オフ法により帯電電位を測定したところ、−７μｃ
／ｇの電位で均一に帯電していることを確認した。

このスリーブ２に対向する感光体ドラム１表面には、静
電潜像として暗部＋６００ｖで明部十１５０Ｖの電荷模
様を形成し、スリーブ表面と感光ドラムとの距離を３０
０μｍに設定した。そして、上記スリーブに対し電源Ｅ
により周波数８００Ｈｚ、、ピーク対ピーク値が１．４
ｋＶで、中心値が＋３００ｖの電圧を印加して特公昭５
８−３２３７５号に記載のジャンピング現像法により現
像したところ、現像むらやゴースト像、更にはかふりの
ない高品質の現像像を得ることができた。勿論現像剤層
を感光ドラムに接触させて現像を行なう現像装置にも本
発明は適用できるものである。

さて、容器３内の混合体に関しては、磁性粒子はほとん
ど消耗されずに非磁性現像剤のみが現像のために消費さ
れた。また、ｌＩＭ、ｅ！機能は上記現像剤がほとんど
消費さｔするまで変わらずに安定していた。上記現像剤
を消費１〜た後、本体から現像装置を取出し、スリーブ
２の下１“′１Ｂの現像剤ないしは磁性粒子の漏れ計を
測定した結果を第７図に示す。上述の実施例の場合はＡ
、　ｔｉｌｌ線で示してあシ、間隙ｙが１．５１１１１
を越えると磁性粒子の漏れ一１５１Ｍは増大する。又間
隙ｙが０，１ｍｇ以下であると、スリーブ上の現像剤が
掻き落されるため漏れ量Ｍが増大する。従って間隙ｙは
０．１≦ｇ≦１５酊に設定するととが必要である。更に
スリーブの偏心等によって、鉄片とスリーブとの接触及
び実用上許容される漏Ｊｔ　、１ｍ・を考ｌ・ぎすると
０．３≦Ｉ≦１．０１Ｉ１１１が好ましい。又、図中の
８曲線は非磁性現像剤としてステレ／／ブタジェン共重
合体系樹脂１００部に銅フタロシアニン系顔料５部から
成る平均粒径１０μの粉体にコロイダルシリカ０．６％
を外添したものを用いた結果であるが、へ曲線と同様の
傾向を示す。又、図中のＣ曲線はＡ曲線の場合の実施例
で示したスリーブ上に化学ニッケルメッキをほどこした
ものを用いたもので、やけ、９Ａ１Ｂ曲線と同様の傾向
を示す。

第１図の場合のように、磁性ブレードの位置のみに磁界
を働かせた場合と比較して、本発明では上記磁性部材に
よる磁気ブラシの漏れ防止効果が明らかに発揮されてい
ることが裏付けられた。

ところで、本発明においてはスリーブ内部に設ける磁極
の数は、第１と第２磁極の２つに限る必要はない。第２
図で示すように１つの磁極で２つの磁気ブラシ８８０を
形成してもよい。また、磁性部材を用いる場合、容器が
磁性体であるならば、本発明の実施例の磁性ブレード６
及び鉄片１０を容器の壁で構成することが可能となり、
この鉄片は容器の一部をスリーブの軸方向に凸状にした
部分に置換えることができる。

又、スリーブに対向する鉄片の形状は実施例に限らず、
面状の部材たとえば丸棒でもよい。

ところで、第２磁極としてＮ極を用いた場合を例示した
か、勿論、Ｓ極でも良い。また、磁性粒子拘束部材につ
いては磁性材料によるブレード板を例示したが、合成樹
脂やアルミニウム、黄銅、ステンレス等の非磁性体によ
る壁又は板状部材を用いても良い。しかし、非磁性体を
用いる場合は磁性体を用いたときの様に、第１磁石７ａ
との間に磁界が発生しないので容器内での磁性粒子によ
るンラシの型態が異なり、このＥ性貴子が容器の下流鮨
へ流出し易くなる。しかし、この点についてはスリーブ
と丼磁性体による拘束部材との間隙を磁性粒子径の子分
以下程度に設定することによっても解決できる。更に、
拘束部材については容器と別体に取付ける以外にも、容
器の一部を拘束部材として用いても良い。そして更に、
現像時のバイアスについては交番電圧に限られず、直流
電圧の適用も有効である。非接現像の他接触現像にも本
発明は適用できる。

なお、本実施例では非磁性現像剤を用いたが、磁性粒子
に比べ著しく弱い磁性であり、トリボ帯電可能であれば
磁性現像剤も用いることができる。又、本発明は磁性粒
子の循環による非磁性現像剤を塗布する現像装置に適用
した場合を示したが、これに限らず磁気ブラシを形成し
て現像容器からの現像剤の漏れを防止するものであれば
よく、たとえば現像剤自身に磁性をもたせた一成分磁性
坑１家剤を用いた現像装置にも適用ロエ能である。

以上の様に本発明では現像剤保持部材内の磁界発生手段
に対して、該保持部材の移動方向上流側に磁性部材を設
け、かつほぼ磁界が働く方向に設置することによって従
来磁気ブラシ形成が十分性なわれなかった比較的弱い磁
界発生手段に対しても磁気ブラシを確実に形成すること
ができ、現像容器内からの現１遼剤及び磁性粒子の漏れ
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明のだめの現像装置の断面図、
第２図は本発明を適用した現像装置の断面図、第３図（
〜と第３図０３）は磁石と磁性部材との関係による磁気
ブラシの状態を示す説明図、第４図はスリーブ表面での
磁束密度分布図、第５図は本発明の実施例の部分断面図
、第６図は本発明の他の実施例を示す現像装置の断面＾
第７図は現像剤ないしは磁性粒子の漏れ量を測定したグ
ラフである。 図において、２は現像剤保持部材であるスリーブ、３は
容器、４は非磁性現像剤、５は磁性粒子、６ヒら性粒子
拘束部材である磁性ブレード、７、−７ａ　、７ｂｉ＆
石、１０φ１０ａ　は磁性部材である鉄片を表わす。 囚　ｒｑ −１−一　−一 ２０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性現像剤と磁性粒子とを貯蔵する容器と、 潜像担持体に非磁性現像剤を回動搬送する現像剤保持部
   材と、 上記容器の非磁性現像剤の供給出口側にあり、この保持
   部材表面に間隙を形成して配置した磁性粒子拘束部材と
   、 この磁性粒子拘束部材に対して上記保持部材を介して反
   対側に配置された磁界発生手段と、 上記容器の現像剤入口側に設けられ磁気ブラシを形成す
   る磁性部材とを有し、 該磁性部材は該保持部材表面において、はぼ磁界発生手
   段の磁界の働く方向に該保持部材の移動方向一対して磁
   界発生手段よシも上流側に設けられ、上記保持部材との
   間隙Ｉを０．１＜Ｊ＋＜：１．５　ｖｔｔに設定するこ
   とを特徴とする現像装置。
2. （２）上記間隙Ｉを０．３＜、！ｉ’＜　１．０　ｍｘ
   に設定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の現像装置。