JPH0229675A

JPH0229675A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0229675A
Application number: JP63178156A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kato; 淳一加藤; Masao Yoshikawa; 吉河　雅男; Tatsuya Kobayashi; 達也小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1990-01-31

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、トナーと磁性粒子を有する二成分現像剤を用
いる現像技術の分野で利用され、特に現像剤のうちトナ
ーのみを現像領域へ搬送して現像を行う現像装置に関す
る。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来公
知のトナーと磁性粒子（以下キャリアとする）の二成分
現像剤を用いる現像装置として、磁界発生手段か内設さ
れた現像剤担持体としての現像スリーブと、該現像スリ
ーブの周表面に当接して現像領域へ所定厚さとしたトナ
ーのみを搬送すべくキャリアを規制するいわゆるブレー
ドを配設したものが知らされている。かかる装置にあっ
てはブレート近傍においても上記磁界発生手段からの磁
気的拘束力がキャリアに及んでおり、ブレードのみで現
像スリーブの周表面からキャリアを確実に離反せしめる
ことが困難であるため、キャリアの一部か漏出し画像障
害を引き起すという問題を生じている。

また同様な装置に関するものとして特開昭６２−９６９
５６号公報に示されているものがある。この装置は現像
スリーブに弾性的にブレードを当接させ、該ブレートの
近傍でキャリアの循環によりトナーを攪拌し、いわゆる
トリボを十分確保してトナーを塗布せんとするものであ
る。

しかしなから、キャリアを十分に循環せしめるためには
十分な空間が必要であり、キャリアの量も少量に抑えな
ければトリボを得るために自由に循環できず、そのため
には、ブレード近傍の現像スリーブの表面においてキャ
リアの存在率は１０％以下にせねばならない。その結果
、かかる少量のキャリアではトナーの搬送量か不足し、
現像領域にトナーを十分搬送できずいわゆるゴースト現
象か生ずるという問題点を有している。

さらに、プレート自体を磁性部材とし、磁気力を用いて
キャリアを規制する装置にあっては、ブレード近傍の位
置にキャリアの不動層が生じてしまい、キャリアの循環
及び現像スリーブへのトナーの供給か不十分となりやは
り、ゴースト現象を生じるという問題点もあった。

［課題を解決するための手段］本発明は上述の従来装置が有していた問題点を解決する
もので、磁性粒子の漏出を防止しつつ、トリボを十分に
確保し現像剤担持体上にトナーを均一に十分塗布して画
像障害の生じない現像装置の提供をすることを目的とす
る。

上記目的の達成のため、本発明は、円筒状の現像担持体
を利用するものとしては、トナーと該トナー径より大なる径の磁性粒子を有する二
成分現象剤と、円筒状をなし内部に磁界発生手段が固定
位置に配設され、上記二成分現像剤を潜像担持体と対向
せる現像領域へ回転して搬送する現像剤担持体と、上記
現像剤担持体周表面の現像領域となる位置より上記現像
剤の搬送方向で上流となる位置に当接され磁性粒子の通
過を規制する規制部材とを備える現像装置において、上
記現像剤担持体の回転中心を通る鉛直線ｌと、上記当接
位置及び回転中心を通る直線ｍとがなす角はＸとし、上
記直線ｍと、上記磁界発生手段の磁極のうち上記当接位
置より上流側にあって該当接位置に最も近い磁極の位置
及び上記回転中心を結ぶ直線ｎとがなす角をｙとしたと
きに、　　　　Ｘは０度より大、ｙは２０度以上　かつＸとｙの和は１４０度より小に設定されている、こととし”Ｃ構成される。

また、現像剤担持体に無端ベルトを利用するものとして
は、トナーと該トナー径より大なる径の磁性粒子を有する二
成分現像剤と、内部に磁界発生手段が固定位置に配設さ
れ、上記二成分現像剤を潜像担持体と対向せる現像領域
へ回転して搬送する現像剤担持体と、上記現像剤担持体
周表面の現像領域となる位置より上記現像剤の搬送方向
で上流となる位置に当接され磁性粒子の通過を規制する
規制部材とを備える現像装置において、上記現像剤担持体は、少なくとも二本のローラに掛渡し
て張設される無端ベルトと、二成分現像剤を上記規制部
材の当接位置へ搬送する側で上記無端ベルトの内側近傍
に配設される磁界発生手段を有し、上記磁界発生手段の上記規制部材側に対しての最寄りの
磁極は、該規制部材の上記当接位置と少なくとも５ミリ
メートルの距離を隔てている、こととしても構成される
。

［実施例］以下、添付図面に基いて本発明の一実施例装置について
説明する。

第１図において、現像剤担持体としてのＢ方向に回転可
能な現像スリーブ２か二成分の現像剤を貯蔵するホッパ
５の前部開口に一部を突出して配設されている。この現
像スリーブ２の内部には磁界発生手段としての固定マグ
ネット３が配設され、該マグネット３は、Ｎ極とＳ極の
二磁極を有している。この二磁極は同図によく示されて
いるように、Ｓ極は現像スリーブ２の底部寄りに、Ｎ極
は中間位置のホッパ５内側寄りに配設されている。

ホッパ５内に貯蔵される二成分現像剤は、トナー７と磁
性粒子（以下キャリア６）が一定の割合で混合されてお
り、キャリア６の粒子径の方がトナーより大なるものと
されている。

上記現像スリーブ２がＢ方向へ回転して現像領域９へ搬
送する二成分現像剤のキャリア６を現像領域よりも搬送
方向Ｂの上流位置で規制すべき該現像スリーブ２の周表
面に当接して非磁性の弾性ブレード４が配設されている
。

また、上記現像スリーブ２の周表面に対向すべく潜像担
持体としての感光ドラム１か配設されている。この現像
スリーブ２と感光ドラムｌにはバイアス電源８が接続さ
れている。

上述のととくの基本構成の、本実施例装置では第１図に
おいて矢印Ｃで示されるキャリアの大きな循環を生じさ
せるため、以下のごとき特徴的構成をなしている。

すなわち、上記非磁性で弾性を有するブレード４の現像
スリーブ２上の当接位置りとマグネット３のブレード４
側の磁極Ｎとの関係に特徴があるので、これについて以
下詳説する。

キャリア６の循環Ｃは、その前半はマグネット３の磁力
及び現像スリーブ２の回転力によって、その後半はフレ
ート４近傍で磁力より解放することで重力によって形成
されている。この循環はトナー７のトリボ付与及びトナ
ー７を現像スリーブへ塗布するために重要である。よっ
てブレード４の当接位置りにおいてキャリア６がブレー
ド４により規制されたとき現像スリーブ２の周表面から
容易に解放されるためにはマグネット３による磁力の影
響か小さなことが好ましい。

そこでマグネット３の現像スリーブ２の回転方向Ｂにお
いてブレード４より上流側となり該ブレード４に最も接
近して配置しである極Ｎとブレード当接位置りとの関係
を実験的に確かめた。

キャリア６をブレード４て確実に規制しつつ、トナー７
のみを現像スリーブ２上に均一薄層塗布し、かつ、前回
原稿パターンの影響を受けずゴースト現象の生じない画
像を得るためには以下の条件■、■、■を満たす必要が
あることが判明した。

第１図に基づいて説明すると、直線又は現像スリーブ２
の回転中心Ｏを通る鉛直線であり、直線ｍはブレード４
の現像スリーブ２上の当接位置りと上記回転中心Ｏを通
る直線であり、直線ｎは上記磁極Ｎの位置と上記回転中
心Ｏを通る直線である。

上記直線又と直線ｍのなす角をＸ、直線ｍと直線ｎのな
す角をｙとしたとき、 ■　　　Ｏ’　＜ｘ　　　　で、 ■　　　２０°≦ｙ　　　かつ ■　　　Ｘ＋３／＜１４０゜である必要かあることが判明した。

さらに、角Ｘについては、ｘ＜Ｏの場合には、ブレード
４の先端部において、キャリアに働く重力の方向がブレ
ード４の先端部方向に向かうため、キャリア６かブレー
ド４先端部近傍に滞留する傾向を生じ、キャリア６の良
好な循環を妨げることか判明した。この重力の関係を考
慮すると角度Ｘのより好ましい範囲は５＠＜ｘ＜６０’
である。ここて、上記の角Ｘとｙの関係について第２図
に基づいて説明する。同図ては角Ｘを１０°、３０°、
６０　”としく１０°をＯ印、３０″を０印、６０°を
ム印で示している。）、角ｙをｌＯｏづつ変化させたと
きのキャリアの漏出の程度を縦軸にとり、漏出なし、漏
出小、漏出大の三段階で示している。また、横軸には角
ｘ＋ｙをとってその関係を示した。これから明らかなよ
うに角Ｘの値に拘らずｙ≧２０°ではキャリアの漏出は
見られないことかわかる。これはｙ＜２０’ではマグネ
ット３の強い磁気力が及びキャリアがブレード４先端部
近傍に必要以上に滞留して存在し、現像スリーンの回転
に伴なって該キャリアか搬送力を受はブレート４先端部
を現像スリーブ２の周表面から引き離す力として作用す
るためと考えられる。

なお、第２図に示されるようにＸ　＋　ｙ　＞１４０　
”となる場合には画像にゴースト現象が現れた。その原
因は、キャリア６が現像スリーブ上２をブレード４の位
置まで良好に搬送されず、重力な受けてキャリア６が離
反してしまいプレート４の近傍位置まで循環しつつトナ
ーの搬送なすべきキャリア６が存在せずトナー７が十分
塗布されないことによると考えられる。

次に上記ブレード４の設定方法と材質について説明する
。上記ブレード４は、その先端部の縁端角にて現像スリ
ーブ２に圧接させる形式、腹面で圧接させる形式がある
。しかし腹面で圧接させる場合には、縁端角が現像スリ
ーブ２の表面から浮き上がった状態となると、キャリア
６が当接位置りを通過して漏出しまい画質に悪影響を及
ぼすので同時に縁端角も接触した状態に設定することが
好ましい。

また、プレート４の設定形態には、第１図に示したよう
に現像スリーブ２の回転方向Ｂに対してブレード４と現
像スリーブ２の周面との間隙量か漸増するように傾けた
逆方向圧接と１反対に、漸減するように傾けた順方向圧
接があり、どちらでも可能であるが順方向圧接とする場
合、ブレード４と現像スリーブ２との間隙部にキャリア
６やトナー７の滞留が生じ、キャリア６か漏出しやすく
なるために逆方向圧接とすることか好ましい。

上記ブレード４の材質についてはキャリア６の規制部材
として用いていると共にトナー７と接触した際摩擦によ
り期待する電荷極性をトナー７に与えるような材質のも
のを選んで用いるのが好ましい。例えばポリスチレンな
主成分とするトナーを正に帯電させるためにはエチレン
プロピレン、弗素ゴム、天然ゴム、ポリクロロツタジエ
ン、Ｎ、Ｂ、Ｒ等が有効であり、−力負に帯電させるた
めにはシリコーンゴム、ポリウレタン、スチレンブタジ
ェンゴム等が有効である。

なお、上記で説明したゴムの硬度としてＪＩＳへの硬度
で５０〜７０″であることが好ましい。

７０″以上になるとゴムの腰が強く当接部の圧が高くな
りすぎてトナー層が過度に薄くなり、充分な画像濃度が
得られないこととなる。逆に５０°以下ではゴム自身の
腰が弱く当接部における圧力を充分に得ることか難しく
なる。

以下では本実施例装置に使用される二成分現像剤につい
て説明する。

上述のブレード４によりキャリア６を確実に規制するた
め、トナー７の粒径は１〜２０ルｌであり、キャリア６
の粒径は４０〜１００　ｇ　ｍの範囲である。４０終ｍ
以下ではプレート４によるキャリアの規制が困難となり
、逆にＨＩＯＰ■以上となるとトナー７の保持能力の低
下が著しい。

キャリア６はトナー７の搬送及びトナーへのトリボの付
与を行うのでその存在量とトナー７との混合比が現像ス
リーブ２上のトナーの搬送量に大きく影響する。この点
について本願発明者か測定したところキャリア６により
上述の大きな循環Ｃを形成させるために充分な量は現像
スリーブ２の周表面の単位長さ当たり１．０〜５．０ｇ
／ｃｍの範囲内にすればよいことが確認された。

なお本実施例装置の感光ドラムｌと現像スリーブ２の間
隙は５０〜５００　ｇ　ｍ好ましくは２００〜４００終
量とされる。上記範囲にてかぶりのない高解度のトナー
像が形成されていることが実験的に確認された。

また、現像に際して感光トラムｌと現像スリーブ２に接
続された上述のバイアス電＃ｉ８は、直流若しくは直流
に交流を重畳したものが好ましい。

以上詳細に説明した構成を有する本実施例装置によるな
らば現像スリーブ２の回転に伴ない現像スリーブ２周表
面に担持されているキャリア６に付着しているトナー７
を現像スリーブ２周表面に塗布すると同時に搬送されブ
レード４まで到達する。その後ブレード４によってキャ
リア６のみか規制され現像スリーブ２周表面から離反し
トナー７のみか現像スリーブ２周面上に塗布されていく
こととなる。

ここで、離反されたキャリア６は重力の作用によってホ
ッパ５の底部へ向は落下し、第１図の矢印Ｃのごとく大
きな循環を形成することになる。このキャリア６の循環
により、トナーの供給、入替えを常に行うこととなるの
で、トナー７の量及びトリボを適度に確保して現像スリ
ーブ２上に塗布することが可能となる。

次に、上述の第１図に示されている実施例装置を実際に
作成した場合について、具体的数値を示しつつ説明する
。

同図に示される現像スリーブ２としては、直径２０！Ｉ
１１のアルミニウム製のスリーブの周表面をアランタム
砥粒により＃４０口程０の不定型サンドブラスト処理し
たものを用いた。マグネット３としては、磁束密度７０
０　Ｇ　（ガウス）のＮ極と６０００のＳ極の二極のマ
グネットを用い、その配設位置は上述した条件■、■、
■に適合させた。

また、非磁性の弾性ブレード４としては、ウレタンゴム
（ゴム硬度ＪＩＳ　Ａ６６°厚さ１．２脂麿）を用いた
。

キャリア６としては、粒径５０〜７０ｕｗ＋　（２５０
／：１００メツシユ）のフェライト粒子にアクリル系及
びフッ素系樹脂をコーティングしたものを用い、トナー
７としてはスチレン／アクリル樹脂とスチレンブタジェ
ン樹脂の共重合体１００部にペリレン系赤の顔料５部か
らなる平均粒径１．ＪＬ■のトナー粉体にコロイダルシ
リカ１．０％含有したものを用いた。

本装置により試験を行った結果塗布作用により現像スリ
ーブ２上に約０．５ｇ／ｃｍ２の均一な塗布層が得られ
た。

この層の帯電量（トリボ）をブローオフ法で測定したと
ころ電荷量は＋１２ｐｃｏｕｌ／ｇという充分な値を得
た。

また、バイアス電源８として周波数１５００Ｈｚ、ピー
ク・ピーク電圧１４００Ｖｐ−ｐの交流電圧に一３００
ｖの直流を重畳させたものを用い感光ドラムｌ上の潜像
の表面電位を暗部−５４０Ｖ、明部−２２０Ｖ、とし、
現像スリーブ２と、感光トラムｌの間隙を２５０トＩに
設定して実際に現像を行ったところ、反射濃度１．１で
ゴースト現象の生じていない良好な画像を得ることがで
きた。なお、現像スリーブ２の周方向におけるキャリア
量か１．０〜５．０ｇ／ａｍとなる範囲において同様に
良好な画像が得られた。

また、上述例では直径２０■墓の現像スリーブに磁束密
度７００Ｇのものを使用したか、直径ｌＯ〜２０ｍｍに
対しては４００〜８００Ｇ、直径３０！Ｉ１１以上のも
のでは６００〜１２００Ｇの範囲とすることで同様の効
果が得られた。

本試験例では電荷の存在する領域にトナー像を形成する
いわゆる正規現像に関して記述したが。

電荷を消去した領域にトナー像を形成する反転現像を行
う場合にも同様に有効である。

次に、第３図に示す他の実施例装置を説明する。上述実
施例装置では、現像剤担持体として円筒形の現像スリー
ブを使用していたが、本実施例装置では現像剤担持体と
して駆動手段を有して所定方向に回転する二本のローラ
に掛渡して張設される無端ベルトを使用するものである
。

以下、第３図に基づいて本実施例の説明をするが、上述
実施例と同一構成となる部分については同一の符号を付
して説明を省略し、現像剤担持体２０及びその内部に配
設されているマグネ・ント３ｏについて説明する。

現像剤担持体２０は、図示せぬ駆動手段を有してＢ方向
に回転するローラ２１と、該ローラ２１と所定の間隔を
もって配設されているローラ２Ｚ及びこの二本のローラ
２１．２２に掛渡されて張設される導電性の無端ベルト
２３から成っている。この現像剤担持体２０は上述例と
同様にホッパ５の面部開口に配設されるが、本装置では
上記ローラ２１がホッパ５の外部に配設され、ローラ２
１とローラ２２の回転中心を通る直線ｋが水平線Ｈと７
０＠の角をなしている。

また、現像剤担持体２０の内部に配設される磁界発生手
段としての二極から成る固定式棒状マグネット３０は、
現像剤をブレード４の当接位置りへ搬送する上記無端ベ
ルト２３の内側近傍て、該搬送方向と略平行状態でＮ極
をブレート４に向けて固定配置されている。このＮ極と
プレート４か無端ベルト２３に当接する当接位置りとは
５ｍ＋ｓ以上の距離を有している。

なお、本装置で使用する二成分現像剤としては、上述と
同様のキャリア６とトナー７の使用が可能であり、キャ
リアの粒径は４０〜１００　ｇｔｓ、トナーの粒形とし
ては１〜２０牌璽の範囲となる。

以上のごとくの構成を有する本実施例装置によると、ロ
ーラ２１のＢ方向への回転に伴ない、該ローラ２１及び
ローラ２２に張設される無端ベルト２３も回転し、該表
面上にトナー７を付着したキャリア６を担持してブレー
ド４の近傍まで搬送する。

キャリア６はブレード４側へ搬送されるに伴ない、Ｆ記
マグネット３０からの磁界的拘束力を弱められ、当接位
置りにおいて該ブレード４によって確実に規制され、無
端ベルト２３の表面から離反される。このキャリア６は
重力の作用を受はホッパ５の底部へ落下していく。そし
て、再びマグネット３０の磁気力を受は無端ベルト２３
上に担持され上方へ搬送される。このように本実施例装
置でも上述実施例と同様の矢印Ｃに示されるキャリア６
の循環が形成される。

本実施例装置により画像形成を行なったところ、キャリ
アの漏出を生じることなく、反射濃度の良好でゴースト
像のない画像が得られた。また、現像剤担持体の周方向
においてキャリアの存在量が１．０〜５．０ｇ／ｃｍの
範囲で同様に良好な画像が得られた。

［発明の効果］以上のととくの構成を有する本発明の現像装置によるな
らば、磁性粒子は規制部材により確実に通過規制される
ので磁性粒子の漏出による画像障害という問題点を生じ
ない。

さらに、磁性粒子がホッパ内で大きな循環路を形成して
トナーの入替・トリボの付与を常に行なうので規制部材
近傍でも十分トリボを有したトナーか現像剤担持体上に
塗布されることとなり、規制部材によりトリボを十分力
したトナーの均一な薄層が形成され、ゴースト現象の生
しない階調性の良い鮮明な画像の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例装置を示す概要構成図、第
２図は第１図装置の磁極位置とキャリアの漏出の程度と
の関係を示す図、第３図は他の実施例装置を示す図であ
る。７・・・・・−・・・・・−トナー６・・・・・・・・・・・・磁性粒子（キャリア）２　
；　２０（２１，２２，２３）−・・・・・現像剤担持
体（２・・・現像スリーブ、２１．２２・・・ローラ２
３・・・無端ベルト）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トナーと該トナー径より大なる径の磁性粒子を有
する二成分現像剤と、円筒状をなし内部に磁界発生手段
が固定位置に配設され、上記二成分現像剤を潜像担持体
と対向せる現像領域へ回転して搬送する現像剤担持体と
、上記現像剤担持体周表面の現像領域となる位置より上
記現像剤の搬送方向で上流となる位置に当接され磁性粒
子の通過を規制する規制部材とを備える現像装置におい
て、上記現像剤担持体の回転中心を通る鉛直線ｌと、上記当
接位置及び回転中心を通る直線ｍとがなす角をｘとし、
上記直線ｍと、上記磁界発生手段の磁極のうち上記当接
位置より上流側にあって該当接位置に最も近い磁極の位
置及び上記回転中心を結ぶ直線ｎとがなす角をｙとした
ときに、ｘは０度より大、ｙは２０度以上かつｘとｙの和は１４０度より小に設定されている、ことを特徴とする現像装置。
（２）トナーと該トナー径より大なる径の磁性粒子を有
する二成分現像剤と、内部に磁界発生手段が固定位置に
配設され、上記二成分現像剤を潜像担持体と対向せる現
像領域へ回転して搬送する現像剤担持体と、上記現像剤
担持体周表面の現像領域となる位置より上記現像剤の搬
送方向で上流となる位置に当接され磁性粒子の通過を規
制する規制部材とを備える現像装置において、上記現像剤担持体は、少なくとも二本のローラに掛渡し
て張設される無端ベルトと、二成分現像剤を上記規制部
材の当接位置へ搬送する側で上記無端ベルトの内側近傍
に配設される磁界発生手段を有し、上記磁界発生手段の上記規制部材側に対して最寄りの磁
極は、該規制部材の上記当接位置と少なくとも５ミリメ
ートルの距離を隔てている、ことを特徴とする現像装置
。