JPH0259995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子複写機等における現像装置に関す
る。

〔従来技術〕

電子複写機においては、一般に感光体上に形成
された静電潜像を現像し、これにより得られたト
ナー像を転写紙に転写し、定着することにより複
写画像を得ることができる。

このような電子複写機の現像装置には、トナー
およびこれを搬送する磁性キヤリアからなる二成
分現像剤を用い、磁気ブラシ現像法により現像を
行うようにしたものがある。

第１図は従来のこのような現像装置の一例を表
わしたものである。この現像装置は、トナーおよ
び磁性キヤリアからなる現像剤１ｂが収納された
ボツクス２を備えている。ボツクス２内の所定の
箇所にはマグネツトロール３が設けられている。
マグネツトロール３は、マグネツト４の外部に非
磁性スリーブ５を回転自在に設けた構造となつて
いる。スリーブ５の表面と対向する所定の箇所に
は現像剤規制板６が設けられている。規制板６は
ボツクス２に取り付けられ、その先端はスリーブ
５の表面から適宜に離間させられている。ボツク
ス２内においてスリーブ４と対向する所定の箇所
には現像剤攪拌兼供給ホイール７が回転自在に設
けられている。また１ａは補給用トナーであり、
現像によつて不足したトナーを適宜補充するしく
みがボツクス２に備え付けられている。

マグネツト４は例えば第２図に示すように７極
に着磁されており、７つの磁極S₁、N₁、S₂、S₃、
N₂、S₄、N₃はこの順で同図において反時計方向
に配置されている。磁極S₁は現像主極を構成して
いる。現像主極S₁と、これに対し感光ドラム８と
マグネツトロール３の中心連結線９を挟んで隣接
する磁極N₁とのスリーブ表面での離間距離は17
〜35mmの間で例えば27mmとなつている。

この現像装置のボツクス２内の現像剤１ｂは、
まず矢印方向に回転するホイール７によりマグネ
ツト４のピツクアツプ磁極S₃部分でスリーブ５上
にピツクアツプされる。このピツクアツプされた
現像剤１ｂはスリーブ５の矢印方向への回転によ
り搬送され、規制板６で最適な量に制御される。
この後現像剤１ｂはスリーブ５の回転により更に
搬送され、マグネツト４の現像主極S₁部分でブラ
シ状の穂立ちを形成する。このブラシ状の現像剤
１ｂ中のトナーは、現像領域（感光ドラム８とス
リーブ５の最も近接した部分）において、矢印方
向に回転する感光ドラム８の表面に形成された静
電潜像に付着し、現像が行われる。このとき現像
剤１ｂ中のトナーの一部は静電潜像に付着せずに
残留する。従つて現像後のスリーブ５の表面に
は、磁性キヤリアおよび一部のトナーからなる現
像剤１ｂが残留する。この残留した現像剤１ｂは
スリーブ５の回転により更に搬送され、マグネツ
ト４の磁極S₂、S₃間でピツクオフされる。これに
よりスリーブ５の表面に次の現像のために現像剤
１ｂを新たに補給することが可能となる。

ところで磁気ブラシ現像法には、キヤリアの電
気的特性から、導電性磁気ブラシ現像法および絶
縁性磁気ブラシ現像法とそれぞれ呼ばれるものが
ある。

前者の導電性磁気ブラシ現像法では現像剤層の
抵抗が低いことから現像スリーブよりの電荷の注
入が行われ、現像剤層表面付近が対向電極として
の役割を果たすため、現像電場が比較的大きい。
従つてこのような現像法では、ベタ黒の濃度が十
分に得られ、面積像の再現性が良いという利点を
有する。ところがこのような現像法では細線の再
現性が悪く、また感光ドラムに傷等がある場合バ
イアス電圧がリークし、背景部が汚れてしまうと
いう欠点があつた。

一方、比抵抗値が10¹²Ω・cm以上のキヤリアを
用いた絶縁性磁気ブラシ現像法では第８図に示す
ように、現像電場が1.0ライン／mmから10ライ
ン／mmの間で最大値をとるようになるので細線の
再現性が非常に優れている。ところがベタ黒部に
おいては、現像スリーブからの電荷の注入が行わ
れないため現像電場は弱くなる。さらに絶縁性の
現像剤では、トナーが現像された後現像剤層表面
のキヤリアにトナーと逆極性の電荷が残留するこ
とによつても現線電場が弱められるため、特に画
像中心部の濃度の低い、いわゆるエツジ効果の効
いたコピーが得られるという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、比抵抗値が10¹²Ω・cm以上のキヤリアを含む
現像剤を用いても十分な濃度のベタ黒を得ること
のできる現像装置を提供することを目的とする。

〔発明の考察〕

絶縁性の現像剤を用いて現線電場を高くするに
は下記の(1)式において現像領域における現線剤の
誘電率を上げるのが効果的であり、トナーが感光
体に移動した後キヤリアに残るトナーと逆極性の
電荷による現像電場の減衰を防ぐには、トナーと
逆極性の電荷をもつたキヤリアを速やかに感光体
より遠くへ移動させることが効果的である。

E_O＝（V_O−V_B）／（Ｓ／Kd＋dp／Kp） ……(1) ただし、E_O；現像電場 V_O；画像電位 V_B；バイアス電位 Ｓ；感光ドラムと現像スリーブ間の距
離 Kd；現像剤の平均誘電率 dp；感光ドラムの感光体の厚さ Kp；感光ドラムの感光体の誘電率 〔発明の構成〕 本発明では、マグネツトロールの現像主極と、
これに対し感光ドラムとマグネツトロールの中心
連結線を挟んで隣接する磁極とのスリーブ表面上
における離間距離をロール表面に沿つて５〜15mm
の範囲とし、また、通常の径のマグネツトロール
におけるこの離間距離に相当する値として、現像
主極とこれに隣接する前記した磁極の中心角度を
16度から46度の範囲とし、これによりこれらの磁
極間の磁場を強くし、ブラシ状に穂立ちされた現
像剤の密集度を上げてその誘電率を上げ、かくし
て現像電場を高めるようにしたものである。

さらにキヤリアとしてその飽和磁化が５〜
40emu／ｇのものを用いることにより現像領域に
おける現像剤のマイグレーシヨンを向上させ、か
くしてトナー現像後にキヤリア表面に残留したト
ナーと逆極性の電荷をキヤリアと共に速やかに感
光体より遠くへ逃がし現像電場の低下を防ぐもの
である。

〔実施例〕

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第３図〜第５図は本発明の各実施例におけるマ
グネツトロールをそれぞれ表わしたものである。

第３図に示すマグネツトロール１１は、直径が
37mmであつて、アルミニウム等の非磁性体からな
る円筒状のマグネツト支持体１２の外周部の所定
の７箇所に棒状のマグネツトS₁、N₁、S₂、S₃、
N₂、S₄、N₃をそれぞれ埋設してなるものと、こ
れの外部に回転自在に設けられた非磁性スリーブ
（図示せず）とを備えている。マグネツトS₁、
N₁、S₂、S₃、N₂、S₄、N₃はこれの順で同図にお
いて反時計方向に配置されている。マグネツトS₁
は現像主極を構成している。現像主極S₁と、これ
に対し感光ドラムとマグネツトロールの中心連結
線１３を挟んで隣接する磁極N₁とのスリーブ表
面上における離間距離は13mmとなつている。

第４図に示すマグネツトロール２１では、現像
主極極S₁と、これに対し感光ドラムとマグネツト
ロールの中心連結線１３を挟んで隣接する磁極
N₁とのスリーブ表面での離間距離は10mmとなつ
ており、第５図に示すマグネツトロール３１では
同じく離間距離は７mmとなつている。第３〜５図
で磁極S₁、N₁を除く他の磁極は互いに適当な角
度を保つて配置されている。

これらのマグネツトロール１１，２１，３１お
よび第２図に示す従来のマグネツトロール３をそ
れぞれ用い、濃度0.7のグレーソリツドを有する
原稿の複写を行つたところ、複写画像のベタ黒の
濃度として第６図に示すような結果が得られた。
このときの現像剤には比抵抗値が10¹²Ω・cm以上
のキヤリアを含むものを用いた。この結果によれ
ば、従来のマグネツトロール３を用いた場合には
ベタ黒の濃度が0.5程度となり、十分な濃度を得
ることができないことが分かる。これに対し本実
施例のマグネツトロール１１，２１，３１を用い
た場合にはベタ黒の濃度がそれぞれ1.15、1.3、
1.4程度となり、十分な濃度を得ることができる
ことが分かる。またこの結果から、現像主極S₁と
磁極N₁とのスリーブ表面上における離間距離が
15mmである場合にはベタ黒の濃度が1.0程度とな
り、原稿のグレーソリツドの濃度0.7よりも高く
なることが分かる。

ところでマグネツトロール１１，２１，３１お
よび比抵抗値が10¹²Ω・cm以上のキヤリアを含む
現像剤を用いて複写を行つたところ、前述したよ
うに十分な濃度のベタ黒を得ることができたが、
低濃度の横線と縦線の濃度比が低下することが分
かつた。これは、現像主極S₁と磁極N₁との離間
角度が小さくなることにより現像領域で現像剤が
強く凝縮され、この結果感光ドラム上の可視化さ
れた像をこすつてしまうことによると思われる。

このとき使用した現像剤のキヤリアを調べたと
ころ、飽和磁化が70emu／ｇのものであつた。こ
のように飽和磁化の高いキヤリアを含む現像剤で
は、マグネツトロールの磁力によつてキヤリアが
互いに強く結合して固い穂立ちを作つてしまう。
従つてこのような現像剤では、現像領域における
マイグレーシヨンが悪く、このため強く凝縮され
たとき感光ドラム上の可視化された像をこすつて
しまうものと思われる。そこで飽和磁化が５〜
40emu／ｇのキヤリアを含む現像剤を用いると、
このような現像剤では磁力によるキヤリア相互間
の結合力が弱く、現像領域におけるマイグレーシ
ヨンが良好であるので、強く凝縮されても感光ド
ラム上の可視化された像をこすつてしまうことは
ないと思われる。

このようなことから前述した２種類の現像剤を
それぞれ用い、濃度0.2のグレーラインを有する
原稿の複写を行つたところ、複写画像の横線と縦
線の濃度比として第７図に示すような結果が得ら
れた。この結果によれば、飽和磁化が70emu／ｇ
のキヤリアを含む現像剤Ａを用いた場合には、複
写画像の横線と縦線の濃度比が60％程度となり、
十分な濃度比を得ることができないことが分か
る。これに対し、飽和磁化が５〜40emu／ｇのキ
ヤリアを含む現像剤Ｂを用いた場合には、複写画
像の横線と縦線の濃度比が90％程度となり、ほぼ
十分な濃度比を得ることができることが分かる。
また後者の現像剤を用いた場合には、現像領域に
おけるマイグレーシヨンが良好であるのでベタ黒
の濃度が1.5程度と更に高くなる。

以上説明した実施例では直径37mmのロール径に
ついて説明したが、通常のロール径の範囲として
直径20mm〜40mmの範囲でロール径が変わつたとし
ても本発明の技術思想を展開することによつて同
様の効果を得ることができる。つまり、現像領域
での現像剤の密集度を高めるように磁界を形成さ
せたうえに、現像剤の流動性を高めるように磁気
力の低いキヤリアを適用させればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、現像ロー
ルの現像領域における磁極間の距離を、ロール表
面に沿つて５〜15mmの範囲とし、かつこれらの磁
極の中心角度を16度から46度の範囲とし、10¹²オ
ーム・cm以上の比抵抗値を有し、かつ飽和磁化が
５〜40emu／ｇの磁性キヤリアを使用して現像を
行うことにしたので、次のような効果を有する。

(イ) キヤリアの低磁力によつて、磁界による磁性
キヤリア粒子同士の結合力が弱まる。この結果
として、現像剤が現像部で高い充填状態にあつ
てもその移動が容易となり、現像部内部に存在
したトナーも現像に寄与することができる。

(ロ) 現像時に現像されたトナーの電荷に相当する
反対極性の電荷が、現像剤の高い流動性により
感光体の近傍から離間されやすいので、現像電
界の低下をこれによつて抑制することができ
る。

(ハ) 現像剤の穂立ちが強くなくなり、感光体上に
静電的に吸着したトナーが掻落とされることが
少なくなるため均質な画像が得られ、また縦方
向と横方向の同一幅のライン像を現像した場合
のこれらの幅の差が小さくなる。

(ニ) 磁性キヤリア同士の衝突力が低減されるの
で、磁性キヤリアの表面にトナーや外添された
材料が融着することが少なくなり、現像剤の寿
命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の現像装置の一例を示す概略正面
図、第２図は同装置のマグネツトロールの一部を
示す概略正面図、第３図〜第５図は本発明の各実
施例におけるマグネツトロールの一部をそれぞれ
示す概略正面図、第６図は複写画像のベタ黒の濃
度を説明するために示す図、第７図は複写画像の
横線と縦線の濃度比を説明するために示す図、第
８図は単位幅内のライン数と現像電場の関係を示
す図である。 １１，２１，３１……マグネツトロール、１２
……マグネツト支持体、S₁……現像主極、N₁…
…現像主極と隣接する磁極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナーおよび比抵抗値が10¹²Ω・cm以上の磁
   性キヤリアを用いた二成分磁気ブラシ現像装置に
   おいて、 マグネツトロールの現像主極と、感光ドラムと
   前記マグネツトロールの中心連結線を挟んで隣接
   する磁極との間の角度が16度から46度の範囲であ
   つて、これらの磁極の離間距離がロール表面に沿
   つて５〜15mmであり、前記磁性キヤリアの飽和磁
   化が５〜40emu／ｇであつて、かつ前記現像主極
   と前記隣接する磁極の極性が異なることを特徴と
   する現像装置。