JPH03209488A - 磁気ブラシ現像装置 - 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】 の１ 本発明は、電子写真複写機、静電記録機、磁気記録機な
どの画像形成装置番こ適用する現像装置に関し、特に磁
気ブラシ現像装置に関するものである。

従」Ｌｐ」Ｅ術 電子写真複写機、静電記録機、磁気記録機等の画像形成
装置において潜像を現像する手段として、磁気ブラシ現
像装置が広く用いられている。

磁気ブラシ現像装置は種々の構成が提案されているが、
その代表的なものとしては、現像剤を収容した現像容器
内に現像剤支持手段としての非磁性同筒（以下「スリー
ブ」と称す）を回転自在に配置し、このスリーブ内に、
複数の磁界発生手段、即ち、磁石を配置した磁石ローラ
を固定的に配置した構成の現像装置がある。断る現像装
置は、スリーブの回転により現像剤を現像容器内から潜
像を担持した像担持体と大略対向した現像位置へと搬送
するもので、スリーブ内において像担持体と略対向した
現像位置に磁石（以下「現像磁極」と称す）が配設され
、又、現像位置へと現像剤を搬送するため、現像磁極の
下流側に別の磁石（以下「第１搬送磁極」と称す）が配
設されている。

又、上記第１の搬送磁極を現像容器から開放して配設す
ると、第１搬送磁極で穂立ちした現像剤が飛散し易いこ
とからこれを防止する目的で、上記第１搬送磁極を現像
容器又はガイド部材で覆う工夫が試みられている。

又、カブリ防止などの画質を向上させるため、上記現像
位置における磁束密度を大きくすることがなされている
、と（に、２成分現像剤を用いた２成分磁気ブラシ現像
においてはキャリア付着を防止するためにも、現像磁極
の磁束密度を大きくすることがなされている。

また、近来、高画質画像の要求が高まっており、例えば
２成分磁気ブラシ現像において、トナーを小粒径にする
ことにより高解像、高精細画像を得ようとしたものがあ
るが、ただ単にトナーを小粒径にしただけではトナーの
供給能力が低下するのでキャリアを小粒径化することが
必要となってくる。キャリアを小粒径にすると、キャリ
アが像担持体に付着し易（なるので、これを防止するた
めに、現像磁極の磁束密度を大きくすることがなされて
おり、スリーブ上で９００ガウス以上、更に大きいもの
で１０００ガウス以上のものさえある。このため、相対
的に第１搬送磁極の磁束密度が現像磁極の磁束密度より
も小さくならざるを得ないこととなる。

が　　　　　　　よ　　　と　　　る しかしながら、上記従来装置では、第１搬送磁極の最大
磁束密度が、現像磁極の最大磁束密度よりも小さいこと
から、第１搬送磁極部での現像剤の搬送性が悪くなり、
現像剤が滞留したり現像容器からあふれ出たりすること
があり、画像欠陥を生じたり、飛散等の問題を生じる場
合があった。

このことは特に、第１搬送磁極の最大密度が第２搬送磁
束密度よりも大きい場合に顕著であり、更に、小粒径キ
ャリアとトナーからなる２成分現像剤を用いた時に生じ
易く、第１搬送磁極なガイド部材で覆った場合に生じ易
い。

従って、本発明の目的は、現像剤の飛散を防止すると共
に、搬送磁極、特に第２搬送磁極による現像剤の搬送性
を向上させ、現像剤の滞留および現像剤のあふれを防止
し、高品質の画像を得ることのできる現像装置、特に磁
気ブラシ現像装置を提供することである。

るための 上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約
すれば本発明は、像担持体に対向して現像剤支持体を設
け、該現像剤支持体内側に配設された複数の磁界発生手
段によって上記現像剤支持体外表面に現像剤を担持、搬
送し、上記像担持体に対向する現像位置で現像剤により
上記像担持体上の潜像を顕画化するようにした磁気ブラ
シ現像装置において、現像位置における第１磁界発生手
段と上記現像剤支持体の移動方向下流側に位置する第２
磁界発生手段とが互いに異極であり、かつ第２磁界発生
手段と更に下流側に位置する第３磁界発生手段とが互い
に異極であって、第１磁界発生手段の最大磁束密度が第
２磁界発生手段の最大磁束密度よりも大きく設定される
と共に、第２磁界発生手段の磁束密度分布がその最大磁
束密度の位置よりも上流側において変曲点を有するよう
に設定されていることを特徴とする磁気ブラシ現像装置
である。

好ましくは、前記第２磁界発生手段の少なくとも極位置
を現像容器で覆い、該第２磁界発生手段の磁極位置が、
該第２磁界発生手段部の中央よりも下流側に位置される
。

又、現像剤は重量平均粒径が２０〜６５μｍの磁性粒子
と、体積平均粒径が８μｍ以下の非磁性トナーを有する
２成分現像剤とされ、好ましくは、前記第２磁界発生手
段の最大磁束密度は前記第３磁界発生手段の最大磁束密
度よりも大きくされる。

実」１例 次に、本発明に係る磁気ブラシ現像装置の一実施例を図
面に即して詳しく説明する。

第１図は本発明をドラム型感光体を使用する複写機に適
用した第１の実施例の断面図である。

本実施例にて、磁気ブラシ現像装置は、像担持体として
ドラム形状の電子写真感光体、即ち感光ドラム１を有し
た電子写真複写機に使用されている。

感光ドラムｌの周囲には周知の電子写真プロセスである
帯電機構、画像露光機構、転写機構、クリーニング機構
、除電機構等が配設されるが、第１図には省略されてい
る。

本実施例の現像装置は、感光ドラムｌ上に上記電子写真
プロセスにて形成された潜像を現像するものであって、
現像剤８を収容した現像容器２、現像剤支持体としての
現像スリーブ３、現像剤層規制部材としてのブレード４
などを有している。

即ち、現像容器２の感光ドラムｌに近接する位置には開
口部が形成されており、この開口部に現像スリーブ３が
回転可能に設けられる。又、現像スリーブ３の上方には
ブレード４が所定隙間を設けて取り付けられている。

尚、上記現像スリーブ３は非磁性材料で構成され、現像
動作時には図示矢印方向に回転し、その内部には磁界発
生手段である磁石１３が固定されている。磁石１３は、
第１磁界発生手段としての現像磁極Ｓ、と、その下流側
の第２磁界発生手段としての搬送磁極Ｎ１と、その下流
側の第３磁界発生手段としての第２搬送磁極Ｓ２と、前
記ブレード４と協働して現像剤を薄層均一にする磁極Ｎ
２とを有する。

又、前記ブレード４はアルミニウム（Ａβ）などの非磁
性材料にて構成され、これは前述の如く現像スリーブ３
の表面との間に所定の隙間を設けて取り付けられ、この
隙間は現像スリーブ３上を現像部へと搬送される現像剤
８の量、具体的には現像スリーブ３上の現像剤８の厚さ
を規制する。

従って、本実施例においては、現像剤８は、非磁性トナ
ー８１と磁性粒子（キャリア）８２とを有する２成分現
像剤とされるので、ブレード４の先端部と現像スリーブ
３の表面との間を非磁性トナーと磁性粒子の双方が通過
して現像部へ送られる。

非磁性トナー８１は、８μｍ以下の体積平均粒径な有す
るものを使用した。体積平均粒径は、１００μｍのアパ
ーチャーを使用しコールタ−カウンタ〜ＴＡ−ＩＩを使
用して測定した。即ち、測定装置としてはコールタ−カ
ウンターＴＡ−ＩＩ型（コールタ−社製）を用い、個数
平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（
日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピユータ（キャ
ノン製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用い
て１％ＮａＣＪ２水溶液を調製した。

測定に当り、前記電解水溶液１００〜 １５０ｍ１中に分散剤として界面活性剤、好ましくはア
ルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍβ加え、さ
らに測定試料を０．５〜５０ｍｇ加えた。　試料を懸濁
した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行
い、前記コールタ−カウンターＴＡ−ｎ型により、アパ
チャーとして１００μｍアパチャーを用いて２〜４０μ
ｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求めた。

これら求めた体積平均分布より１体積平均粒径を得る。

磁性粒子８２は、上述のトナー８１を使用する場合、重
量平均粒径が２０〜６５μｍのものが好ましく使用し得
るが、本実施例では重量平均粒径が約５０４ｃｍのもの
を使用した。

重量平均粒径はメツシュにより測定し、３００／４００
メツシユを通過したものが８０％、３００／３５０メツ
シユを通過したものが７５％であった。磁性粒子はフェ
ライト粒子へ樹脂コーティングしたものを使用し、比透
磁率は５．０であった。

この現像剤８は現像スリーブ３に担持されて現像部、即
ち現像磁極Ｓ、へと搬送され、更に該現像スリーブ３に
保持されたまま搬送磁極Ｎ、へと搬送される。

現像装置には、更にガイド部材１４が設けられており、
現像スリーブ３と所定間隙をもって搬送磁極Ｎ、の上流
まで延びている。本実施例でこのガイド部材１４の搬送
磁極Ｎ、の上流側端部から、搬送磁極Ｎ１と対向する部
分までの長さβは７ｍｍとされる。

現像部へと送られた現像剤８は、現像スリーブ３に保持
されたまま搬送磁極Ｎ、へと搬送されるが、搬送磁極Ｎ
ｌで穂立ちした現像剤はガイド部材１４により十分に覆
われているので現像剤が現像容器の外へ飛散するのを防
止している。

ところで、現像容器２の内部は、第１図の紙面垂直方向
に延在する隔壁５によって現像室（第１室）Ｓ−１と撹
拌室（第２室）Ｓ−８とに区画され、撹拌室Ｓ−オの上
方には隔壁６を隔ててトナー収容室Ｓ−１が形成され、
該トナー収容室Ｓ−３内には補給用トナー（非磁性トナ
ー）８１が収容されている。尚、隔壁６には補給口６ａ
が開口しており、該補給口６ａを経て消費されたトナー
量に見合った量の補給用トナー８１が撹拌室Ｓ−ｚ内に
落下補給される。又、上記現像室Ｓ−１及び撹拌室Ｓ−
２内には現像剤８が収容されている。尚、現像容器２の
第１図における手前側と奥側の端部においては前記隔壁
５が形成されておらず、この両端部においては現像室Ｓ
−１と撹拌室Ｓ−２とを相連通せしめる開口部（図示せ
ず）が形成されている。

而して、現像室Ｓ−１内には現像スリーブ３近傍の現像
容器２内底部にあって図示矢印方向（反時計方向）に回
転し、現像剤８を第１図の奥側から手前側に搬送する第
１搬送手段９と、該第１搬送手段９の上方にあって図示
矢印方向（反時計方向）に回転し、現像剤８を第１図の
手前側から奥側に搬送する第２搬送手段１０とが設けら
れている。又、攪拌室Ｓ−３内には上記第１搬送手段９
と略同−水平位置にあって図示矢印方向（時計方向）に
回転し、現像剤８を第１図の手前側から奥側に搬送する
第３搬送手段１１が設けられている。

上記第１、第２、第３搬送手段９．１０．１１は具体的
にはスパイラル形状を成すスクリューで構成されている
。

第２図は、磁束密度分布の形態を説明するための図であ
り、縦方向は現像スリーブ３上の磁束密度の大きさ［ガ
ウス］を示し、横方向は現像スリーブ周方向の位置を角
度で示している。

次に、本明細書で用いる「磁極部」の意味について説明
する。

第１搬送磁極を例にすると、第２図に示すように、第１
搬送磁極部とは、第１搬送磁極の上流側の磁束密度がゼ
ロガウスの位置から第１搬送磁極の下流側で磁束密度が
ゼロガウスを示す位置までである。

即ち、磁束密度がゼロガウスの位置が境界となる。

第２図で、ＫＡは、第１搬送磁極部の範囲を角度で示し
たものであり、Ｋ、は第１搬送磁極部の上流側境界から
第１搬送磁極までの角度を示す。

次に、第１搬送磁極部の磁束密度分布の形態について説
明すると、第２図中実線は第１搬送磁極の上流に変曲点
がある例であり、破線は変曲点がない例である。変曲点
があるということは、磁束密度Ｂｒを２回微分した（ａ
”　Ｂ、）／　（ａ”θ）＝０になる時があるというこ
とを意味している。

本発明者が実験により確認したところ、第１搬送磁極Ｎ
、の上流に変曲点を設定すると、第１搬送磁極部におけ
る現像剤の搬送性が向上することが確認された。この理
由として本発明者は、第１搬送磁極部における現像スリ
ーブ３上の水平方向の磁気力が関係しているからである
と考えている。即ち、第１搬送磁極部の磁気力が現像剤
を搬送する方向へ変位したためであると考えている。

本実施例では、現像磁極Ｓｌの直ぐ下流の第１搬送磁極
Ｎ、は飛散防止の目的でガイド部材１４に覆われている
ため、現像剤の搬送性は不利となる。更に、カブリ防止
やキャリア付着防止のため、現像磁極Ｓ１の磁束密度を
大きくしているため、第１搬送磁極Ｎ１の磁束密度は現
像磁極と比較してかなり小さいものとなっており、第１
搬送磁極部の現像剤はかなり搬送しずらい構成となって
いる。

このような構成においては、特に、第１搬送磁極部の磁
束密度の形態が重要であり、詳細は後述するが、第１搬
送磁極部の第１搬送磁極Ｎ１の上流に磁束密度の変曲点
を設けることにより、第１搬送磁極部の現像剤の搬送性
を向上させることができる。

次に、第１図に示す現像装置を利用して更に具体的に本
発明を実施例に則して説明する。

第１図の現像装置において、磁石１３を内包した現像ス
リーブ３からなる部材を「現像ローラ」と称することと
する。

表１に示す諸元に基づき、各種現像ローラを用いて現像
スリーブ３上の第１搬送磁極部の現像剤の搬送性と現像
剤の飛散状態について得られた実験データを表２に示す
。

なお、表２に示した実施例４は、第１図における現像装
置に飛散防止部材を設けたものであり詳細は後述する。

表　　　　１ 先ず、実施例１〜３について説明すると、表２から、第
１搬送磁極の上流に変曲点のない比較例１は現像剤の搬
送性が悪く、現像剤の滞留による現像剤のあふれ、飛散
などを生じることがあったが、第１搬送磁極の上流に変
曲点のある実施例１〜３は現像剤の搬送性は良好であり
、現像剤の溢れは全（生じなかったし、現像剤の飛散は
殆どな（良好であることが分かる。即ち、第１搬送磁極
の上流に磁束密度の変曲点を設けることにより現像剤の
搬送性が良好になることが分かる。

又、実施例１及び２のように、第１搬送磁極Ｎ、の極位
置（Ｋ、）を第１搬送磁極部の中央（坏ＫＡ）よりも下
流側（Ｋ、〉イＫＡ）とし、現像磁極との位置を離した
ものは、現像剤の飛散が極めて少ないことが分かる。

実施例４は、実施例３の現像ローラを使用し、第３図に
示した現像装置を用い、更に飛散防止部材１２を設けた
ものである。飛散防止部材１２は、一端がガイド部材１
４に固設され、他端が自由端となっておりその一部が搬
送磁極Ｎ、の上流で現像剤と接触している。本実施例に
よると、この飛散防止部材１２がなくても現像剤の飛散
は十分に許容できる程度のものであったが、飛散防止部
材１２を設けることにより更に飛散が少な（なり、極め
て良好な状態となった。尚、現像剤の搬送性も、実施例
３と同様に極めて良好であった。

なお、前記実施例では、現像剤として、非磁性トナー８
１と磁性粒子のキャリア８２を有した２成分現像剤が用
いられたが、１成分現像剤を用いてもよい。

また、上記実施例では、現像位置において、現像磁極Ｓ
、により現像剤を穂立てした状態で現像する極位置現像
の方式を採用したが、現像剤を寝かせた状態で現像する
極間現像の方式を採用した現像装置にも本発明は好適に
採用し得る。この場合には、現像磁極群の下流側現像磁
極とその下流側の第１搬送磁極及び第２搬送磁極との関
係を前記実施例で説明したように構成すればよい。

１豆二皇１ 本発明は以上詳述したように、第１磁界発生手段（現像
磁極）の最大磁束密度より第２磁界発生手段（搬送磁極
）の最大磁束密度が小さい場合であって、第２磁界発生
手段とその下流側に位置した第３磁界発生手段とが異極
とされた場合であっても、第２磁界発生手段の磁束密度
分布がその最大磁束密度の位置より上流側において変曲
点を有するように設定したので、現像剤の飛散を防止す
ると共に、第２＆１１界発生手段による現像剤の搬送性
を向上でき、現像剤の滞留、こぼれ溢れを防止でき、高
品質画像を得ることができるという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る磁気ブラシ現像装置の一実施例
を示す縦断側面図である。 第２図は、現像スリーブにおける磁束密度分布を示す図
表である。 第３図は、本発明に係る磁気ブラシ現像装置の他の実施
例を示す縦断側面図である。 ：像担持体 ：現像スリーブ（現像剤支持体） ：現像磁極（第１磁界発生手段） ：搬送磁極（第２ＦＩ！ｉ界発生手段）：搬送磁極（第
３磁界発生手段） 第 １ 図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）像担持体に対向して現像剤支持体を設け、該現像剤
   支持体内側に配設された複数の磁界発生手段によって上
   記現像剤支持体外表面に現像剤を担持、搬送し、上記像
   担持体に対向する現像位置で現像剤により上記像担持体
   上の潜像を顕画化するようにした磁気ブラシ現像装置に
   おいて、現像位置における第１磁界発生手段と上記現像
   剤支持体の移動方向下流側に位置する第２磁界発生手段
   とが互いに異極であり、かつ第２磁界発生手段と更に下
   流側に位置する第３磁界発生手段とが互いに異極であっ
   て、第１磁界発生手段の最大磁束密度が第２磁界発生手
   段の最大磁束密度よりも大きく設定されると共に、第２
   磁界発生手段の磁束密度分布がその最大磁束密度の位置
   よりも上流側において変曲点を有するように設定されて
   いることを特徴とする磁気ブラシ現像装置。 ２）前記第２磁界発生手段の少なくとも極位置を現像容
   器で覆い、該第２磁界発生手段の磁極位置が、該第２磁
   界発生手段部の中央よりも下流側に位置することを特徴
   とする請求項１記載の磁気ブラシ現像装置。 ３）現像剤は重量平均粒径が２０〜６５μｍの磁性粒子
   と、体積平均粒径が８μｍ以下の非磁性トナーを有する
   ２成分現像剤であることを特徴とする請求項１記載の磁
   気ブラシ現像装置。 ４）前記第２磁界発生手段の最大磁束密度が前記第３磁
   界発生手段の最大磁束密度よりも大きいことを特徴とす
   る請求項１記載の磁気ブラシ現像装置。