JPS61141468A - 現像器 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子写真複写装置或いは電子写真技術を用い
た画像形成装置に使用される現像器に関する。

〔従来の技術〕

従来、感光体や誘電体等の像担持体上に形成した静電潜
像の現像方法として２種々の方法が提案されている０例
えば、磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、パウダー
クラウド現像法、ファーブラシ現像法、液体現像法等、
数多くの方法が知られている。

これらの現像法のうち、特に非磁性のトナーとキャリア
を主体とした現像剤を用いる２成分磁気ブラシ現像法は
比較的安定した良好な画像を得ることができる。

しかし、その反面長期に亘る使用によりキャリアが劣化
したり、高精度のトナー濃度制御機構が必要である等の
欠点を有していた。

これらの欠点を解決するものとして、磁性を有するトナ
ー粒子のみから成る現像剤を用いる一成分磁気ブラシ現
像法が種々提案され、実用化されている。

例えば、その一つとして電気的に導電性を有す・る−成
分の磁性トナーを用いる現像法が提案されている。

中でも磁性トナーの抵抗が非常に低い場合（トナーの体
積抵抗が１０゛〜１０５Ω■程度）の現像法は従来より
良く知られている。

これは固定された導電性非磁性の現像剤担持部材（以下
非磁性スリーブと略す）とこの非磁性スリーブに内設さ
れ円周方向に交互にＮ、Ｓ各種が配設され、かつ回転可
焼に設けられた磁性ロールとから構成される現像ロール
を用いた現像器である。磁性トナーは、非磁性スリーブ
円周上に磁性ロールの磁力により吸着され磁性ロールの
回転により磁性ロールの回転とは逆方向に搬送される。

このようにして磁性トナーは非磁性スリーブに近接して
設けられた静電潜像担持体と接触し転移することで現像
を行うものである。

この際、現像部においてトナー粒子により静電層像担持
体表面と非磁性スリーブ表面の間に導電路が形成されこ
の導電路を経て非磁性スリーブよりトナー粒子に静電潜
像とは逆極性の電荷が誘導され静電潜像の画像部との間
のクーロン力によりトナー粒子が画像部に付着し現像さ
れる。

この方法は像担持体が最終的なトナー画像の支持部材で
ある場合には良好な方法である。

ただし、像担持体が感光体ドラムのような中間記録体で
あってその上に形成したトナー像を普通紙等へ静電的に
転写する場合は、その低抵抗性の為、転写が極めて悪い
。

そこで静電的に転写する事を可能にするために抵抗を高
くする（トナーの体積抵抗が１０８〜１０誇ΩＧ程度）
方法が提案されている。

低抵抗の場合、静電潜像側からの静電誘導が容易になさ
れるため磁性ロールの回転で現像域へ搬送するだけで十
分現像されるが、高抵抗になるに従い誘導される電荷量
は少なくなり、現像能力が低下する。これを解消するた
めに磁性ロールの回転を早め、且つ非磁性スリーブも回
転させ、非磁性スリーブとトナーの摩擦帯電を促進する
ことによりトナーに電荷を付与し現像能力を向上させる
方法が提案されている。

この方法によって、かなり改善されるものの高　　　　
　１湿度下の静電転写は不十分であり、かつ機構的にも
かなり複雑なものという欠点があった。

高湿度下での影響を排除するためにはより高抵抗のトナ
ー（１０誇Ω口程度以上の体積抵抗）が必要であり、現
像法としてはトナー粒子と非磁性スリーブ等との摩擦に
よりトナー粒子を摩擦帯電し静電潜像担持体に接触して
現像するか、或いは交流バイアスを用いて非接触で現像
する方法が提案され、実用化されている。

これらの方法はトナー粒子と摩擦部材の接触による摩擦
帯電を十分にかつ均一に行う必要があった。これを解消
する方法として非磁性スリーブ上のトナ一層厚を非常に
薄く規制し、非磁性スリーブとの摩擦によってトナニに
電荷付与する方法がとられている。しかし、該方法によ
る摩擦帯電を施した場合、トナー粒子によっては過剰に
帯電されてしまうものが現れる。過剰に帯電したトナー
粒子は非磁性スリーブとの鏡像力が強まりスリーブ上に
固着してしまう。

一旦スリーブ上に固着が生じると徐々に広がってゆき結
果的に摩擦帯電に支障をきたし、十分にトナーを帯電さ
せることができなくなり２画像部度が急激に低下すると
いう現象となりきわめて好ましくない。

これを解決する手段として１例えばスリーブ表面に微細
な凹凸を設け、過剰に帯電したトナー粒子とスリーブ表
面の１１像力を低下せしめる。また過剰に帯電したトナ
ー粒子の電荷を低減させるか。

過剰帯電を防止すべく第３の添加物を現像剤に添加する
等の手段がとられている。

〔従来技術の問題点〕

従来の高抵抗一成分磁性トナーを現像剤として用いる現
像器では、非磁性スリーブ上のトナ一層を非常に薄くす
るため、静電潜像担持体とスリーブ間距離をきわめて精
度良く保つ必要があり、構造が複雑でかつ高精度を必要
とし高価なものとなるという欠点があった。

又スリーブ表面に凹凸を設ける方法は２表面が削れたり
するため耐久性に乏しいものであった。

更に、第３添加物を投入する方法は、第３の添加物の飛
散による機内汚染あるいはトナーと第３の添加物の比率
がかわることにより画質変化が生じ好ましくないもので
あった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の欠点に鑑み、高抵抗一成分磁性ト
ナーを用いた場合に安定した良好な画像を得ることので
きる現像器を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

上記目的は本発明によれば９円周方向にＮ、　　Ｓ多磁
極を交互に配置した回転可能な多極性スリーブと、該釜
磁極スリーブ内に固定配置した現像主極とを有する磁気
ロールを備えたことを特徴とする現像器を提供すること
により達成される。

〔発明の実施例〕

以下５図面に従って本発明の一実施例について説明する
。

第１図は９本発明の現像器に用いる磁気ロールの断面図
、第２図は、第１図に示す磁気ロールに於ける現像主極
近傍の磁力線の模式図、第５図は。

本発明の現像器を示す構成図である。現像器は。

ホッパー４内下端で感光体ｌに向かって開口した部位に
設けられた磁気ロールである多磁極スリーブ３ａ、支持
ロール３ｂ、主極マグネット４と。

摩擦帯電部材５．穂切り板７等から構成され、前記ホッ
パー４内には、現像剤６が内蔵されている。

磁気ロールは９回転する円周方向に交互に多数のＮ、Ｓ
極を有した多磁極スリーブ３ａと前記各磁極スリーブ３
ａを保持するアルミニュウム等から成る非磁性の支持ロ
ール３ｂと該支持ロール３ｂ内部に主極マグネット２を
固定配置する形で構成されている。

また、摩擦帯電部材５は９回転する多磁極スリーブ３ａ
に対してわずかな間隙を有して穂切り板７に固定されて
いる。また、前記穂切り板７は回転する多磁極スリーブ
３　ａ　＋支持ロール３ｂの回転中心上に、所定の間隙
を有して設けられている。

第２図は１以上のように構成された磁気ロールの現像主
極近傍における磁力線の分布状態を示す模式図である。

同図において、主極マグネット２ｊのＮ極が多磁極スリ
ーブへ近接して位置した場合の多磁極スリーブ３ａは、
内側がＳ極１表面がＮ極の磁石に対して磁力線が集中し
、前記各磁極スリーブ３ａ表面の垂直方向へ磁力線が生
じる。

例えば１通常のフェライトマグネット単独では７００〜
８００Ｇ程度の磁束密度しか得られないが。

図示のような構成にすることにより、多磁極マグネット
のうち主極マグネットＮと一致する部分（即ち、釜磁極
マグネットのうち、主極マグネットＮと対向する位置に
あって、且つ表面側の磁極がＮである部分）では、主極
マグネットと多磁極スリーブとの合成磁力により１００
０〜ｌ１００Ｇもの強力な磁束密度が得られ、従って腰
の強い現像用磁気ブラシを形成することができる（第３
図参照）。

逆に、多磁極スリーブ１３ａの内側がＮ極の部分に対し
ては、互いに同極となるため、スリーブ表面へは、はと
んど磁力線がでない。

一方、主極マグネット２の磁力の影響をほとんど受けな
い領域では、隣同士のＳ、Ｎ極間で磁力線が集中し合う
。

尚９例えば、多磁極スリーブ３ａ（ｔ＝１ｍ）のうち、
主極マグネット２に対向していない部分での１つのマグ
ネット部分の幅Ｗに対する穂立ち幅ＷＷ（第３図参照）
は、　Ｎ、　Ｓの１ピツチの大きさによって第４図の如
くに変化する。

第５図は１以上の構成の磁気ロールを用いた現像器の一
例である。

第５図に示す現像器は高抵抗一成分磁性トナーのみから
なる現像剤６を収納するホッパー４と。

回転自在に軸支されるとともに、アルミニウム等の非磁
性の支持ロール３ｂ上に設けられた多磁極スリーブ３ａ
と、この多磁極スリーブ３ａに内設され感光体１に対向
する位置に固定された主極マグネット２と穂切り板７及
び穂切り板７の下流側に設けられた摩擦帯電部材５によ
り構成される。

多磁極スリーブ３ａは反時計方向に回転し、その表面の
磁力によってホンパー４内の磁性トナー６を吸着する。

吸着された現像剤６は、多磁極スリーブ３ａの磁力線に
従い穂立ちを形成する。

主極マグネット２の磁力の影響を比較的光けない領域に
おいて多磁極スリーブ３ａ上に吸着された現像剤６は隣
りあった磁石によって橋架は状の現像側鎖を形成する。

多磁極スリーブ３ａ上に橋架は状に形成された現像側鎖
は９多磁極スリーブ３ａの回転に従い、穂切り板７によ
り一定高さに規制され、摩擦帯電部材５へと搬送される
。

摩擦帯電部材５は現像剤６に対して感光体ｌ上の静電潜
像と逆極性の電荷を付与する役割をもつ材質が適宜選択
される。

この摩擦帯電部材５により現像側鎖の表面に位置する現
像剤６は所定の極性に十分摩擦帯電され。

従来のように現像部へ到達する以前に帯電された表面部
分が下層へ入り込むことなく１表面部分が摩擦帯電され
た状態の現像側鎖のまま、多磁極スリーブ３ａと感光体
１とが接近する現像領域へ搬送される。

現像領域に搬送された現像剤６は、主極マグネット２と
多磁極スリーブ３ａとの合成された磁力により橋架は状
の現像側鎖が解除され、磁力線の分布に従って十分な高
さに穂立ちし、感光体ｌに接触する。

現像領域での穂立ちは多磁極スリーブ３ａと主極マグネ
ット２の磁力による磁力線に従って形成されるため、穂
立ち量は非常に高くなり、且つ多磁極スリーブ３ａの周
方向の穂立ちは、粗になる。

よって感光体１と多磁極スリーブ３ａの間隔を従来のよ
うに狭くする必要性はないし、厳密な精度も必要としな
い。つまり感光体１と多磁極スリーブ３ａの間隔が多゛
少変動しても穂の高さ及び隣り合った穂の間に空間があ
り穂が十分対応できる。

摩擦帯電部材５との摩擦により帯電されたトナーは感光
体１上の静電潜像に付着し現像が行われる。

現像領域を通過し主極マグネット２の磁力の影響範囲を
はずれた一成分現像剤６は、再び橋架は状の現像側鎖と
なり、多磁極スリーブ３ａ上へ密に吸着される。

多磁極スリーブ３ａへの吸着が強いため、ホッパー４内
にもどっても一旦多磁極スリーブ３ａ表　　　　　’面
直上に吸着した現像剤は多磁極スリーブ３ａがら離れる
ことはない。従って現像領域にて消費したトナー量分の
みホッパーで補給され再び穂切り板７．摩擦帯電部材５
．現像領域へと搬送され。

引き続いて現像がなされる。

多磁極スリーブを用いた本発明では、現像剤が多磁極ス
リーブ上に橋架は状の現像側鎖として強く吸着するため
主極マグネット２の磁力範囲外へはほとんど飛散しない
。又、磁性トナーの電荷によるスリーブへの静電的固着
も発生しない。

尚、磁気ロールの他の構成例として、多磁極スリーブ表
面上にアルミニュウム等の導電性薄層を設ければ現像電
流の流れをスムーズにでき、より良好な現像が行える。

更に２本発明の′他の実施例として、第６図に示す如く
、磁気ロールは９円周方向に交互に多数のＮ、Ｓ極を配
設した多磁極スリーブ３ａとその表面に設けた導電性薄
層８を２層構造として回転自在に設けるとともに、主極
マグネット２が内部に固定配置されている。

この場合、多磁極スリーブと導電性薄層の２層構造とす
ることで、十分な現像機能を保持したまま、簡単な構造
とすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように構成された本発明の現像器によれば、安定
した良好な画像が得られるとともに現像スリーブへの現
像剤の固着を防止することができる。

また１機械的に高精度に設定する必要がなく。

構造も簡略化できる上、現像剤の飛散を極めて少なくす
ることができる。

更に、腰の強い現像用磁気ブラシを形成することができ
るので、キャリア引きのない優れた画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図は９本発明の現像器に用いる磁気ロールの断面図
、第２図は、磁気ロールにおける磁力線の模式図、第３
図は、磁気ロールにおける磁束密度の強さを示す模式図
、第４図は、スリーブの磁極ピンチと実効穂立ち率の関
係を示す状態図、第５図は９本発明の現像器の構成図、
第６図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・感光体、　　　　２・・・主極マグネット、　
　　　　３ａ・・・多磁極スリーブ。 ３ｂ・・・支持ロール、　　　　４・・・ホッパー。 ５・・・摩擦帯電部材、　　　　６・・・現像剤。 ７・・・穂切り板、　　　　８・・・導電性薄層。 特許　出願人　　　カシオ計算機株式会社同　　上　　
　　カシオ電子工業株式会社代理人弁理士　　　大　　
菅　　義　　２第１図 第２図 第３図 第４図 １ヒ−、チリ長ｙ　　　　　［ｍｍ〕 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円周方向にＮ、Ｓ各磁極を交互に配置した回転可
   能な多極性スリーブと、該各磁極スリーブ内に固定配置
   した現像主極とを有する磁気ロールを備えたことを特徴
   とする現像器。
2. （２）前記各磁極スリーブを構成する前記各磁極の円周
   方向の幅は、前記現像主極の幅よりも狭いことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の現像器。
3. （３）現像剤として、高抵抗一成分磁性トナーを用いた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載又は第２項
   記載の現像器。