JPH03259290A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一成分磁性トナーを使用する現像装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来の現像装置は、特開昭６３−３１７７６に示される
ように、内側に固定または回転可能なマグネットを収容
した、弾性導電層つき非磁性回転円筒である現像ローラ
ーで一成分磁性トナーを搬送し、潜像担持体に現像ロー
ラーを圧接し現像を行うものであった。

また、他に提案されている従来の現像装置は、ＵＰＳ−
４５６４２８５や特開昭５９−１１９３７１に示される
ように、導電性基体上に絶縁層を形成し、絶縁層の表面
に複数個の微小電極を点在させ、絶縁層もしくは微小電
極のいずれか一方が磁性を有する現像ローラーで一成分
磁性トナーを搬送し、潜像担持体に現像ローラーを接触
もしくは近接させ現像を行うものであった。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術のうち前者の例では、現像ロー
ラーが現像スリーブと磁石ローラーにより構成されてお
り、構造が複雑で大型でコストが高くなる。さらに、こ
の構成は、磁極ピッチの微細化の限界が低いため、薄く
均一なトナー層を形成することが難しく、磁石ローラー
の磁界変動に伴う濃度ムラやライン画像端部の尾引き等
の画質劣化要因が多いという問題点を有していた。

また、後者の従来技術では、表面に微小磁石を点在させ
た絶縁層の形成が難しく、コストが高くなってしまい、
さらにトナー層にかかる磁気力が不均一になるため濃度
ムラが発生してしまうという問題点を有していた。さら
に、トナーが潜像担持体に接触するため、トナーが非画
像部に鏡像力で付着する現象（地力ブリ）が起きてしま
うという問題も有していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、一成分磁性トナーを現像するの
に好適な現像装置を提供するところにある。更に他の目
的は、構造が簡単で小型低コストの現像装置を提供する
ところにある。更に他の目的は、高解像で高画質の現像
装置を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の現像装置は、一成分磁性トナーを搬送する現像
ローラーと潜像担持体を、現像領域において現像剤層の
厚み以下の間隙に保持して対持せしめ、現像領域に交互
電界を形成しつつ一成分磁性トナーを現像する現像装置
において、現像ローラーが少なくとも弾性層及び磁界発
生層を有することを特徴とする。

また本発明の現像装置は、一成分磁性トナーを搬送する
現像ローラーを、現像領域において、潜像担持体に圧接
し、現像領域に交互電界を形成しつつ一成分磁性トナー
を現像する現像装置において、現像ローラーが少なくと
も弾性層及び磁界発生層を有することを特徴とする。

また本発明の現像装置は、現像ローラーが、絶縁層を有
することを特徴とする。

また本発明の現像装置は、現像ローラーが、導電層を有
することを特徴とする。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、薄層の磁界発生層の表面
近傍でトナーを搬送し現像ローラーを単一の回転体で構
成することにより、現像ローラーの構造を簡略化するだ
けでなく小型軽量低コストの現像ローラーを得ることが
できる。また、薄層の磁界発生層に微小ピッチの着磁を
して現像ローラー上に均一で薄層のトナー層（或は微小
ピッチの磁気ブラシ薄層）を形成することができ、磁界
の変動やトナー層厚の変動による濃度ムラ等を低減し、
高解像の現像を行うことができる。また、本発明の上記
の構成によれば、現像領域に交互電界を与えると同時に
、磁界発生層の均一な磁気拘束力を与えることによって
、潜像担持体から現像ローラーへトナーを掻き戻す効果
（スキャベンジング効果）を増し、トナーが潜像担持体
に接触すると顕著に発生する地力ブリを低減し、さらに
高解像度の現像を行うことができる。

さらに、現像ローラーに導電層を設けることにより、現
像電極効果による高解像の画像を得ることができる。

さらに、現像ローラーに絶縁層を設けることにより、現
像ローラーとトナーとの摩擦帯電を安定に行い現像濃度
の時間的変動を軽減することができる。

さらに、現像バイアスのピーク電位と周波数を好適化す
ることにより、階調性のある画像やコントラストのある
二値画像の形成が可能な現像装置を提供することができ
る。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ 第１図は、本発明の現像装置の実施例における断面概観
図である。磁性のトナー１を搬送する現像ローラー２は
、基体３の外周に、発泡状のウレタンゴム中にカーボン
ブラックを分散させた弾性層４および、γ−Ｆｅ２Ｏ３
をバインダ溶液中に分散させた磁気塗料を塗布して形成
された厚さ約１０μｍの磁界発生層５をそれぞれ同心円
状に配設したもので、磁界発生層５外周の漏洩磁束によ
り磁性のトナー１を直接保持し、非磁性または磁性の金
属や樹脂で構成される板状のブレード６で適量に規制し
た状態で現像ローラー２を回転させて薄層のトナー１を
搬送するものである。トナー１は、支持電極７上に静電
像保持層８を形成した潜像担持体９と、現像ローラー２
が、トナー１の層厚よりも狭い間隙で配置された現像領
域まで搬送され、トナー層は潜像担持体９に接する。さ
らに、トナーｌは、潜像担持体９の電位コントラストお
よび、ＤＣ現像バイアス印加手段１ｏおよびＡＣ現像バ
イアス印加手段１１により、潜像担持体９と現像ローラ
ー２の間に形成される現像電界に応じて、潜像担持体９
に付着し静電潜像が顕像化される。

第１図に示されるような現像装置を用いて、６００［Ｄ
ＰＩ］のライン潜像および文字潜像およびソリッド潜像
を１００００枚にわたり連続現像したところ、６００　
［ＤＰＩ］のライン画像が線太りすることなく安定して
形成され、画像端部の尾引きや地力ブリがなく、ＯＤ値
１．４以上の高濃度なソリッド画像を安定して形成する
ことができた。

第２図は、本発明の現像装置の他の実施例における断面
概観図である。第１図と略同−機能同−名称の部材には
同一番号を付して説明を省略する。

現像ローラー２は潜像担持体９に所定の圧力で圧接され
ており、現像ローラー２上のトナー１が非磁性または磁
性の金属や樹脂で構成される薄板バネ状の弾性ブレード
２６で適量に薄層化され、ざらに圧接部に搬送されると
、潜像担持体９の電位コントラストおよび、ＤＣ現像バ
イアス印加手段１０およびＡＣ現像バイアス印加手段１
１により形成される現像電界に応じて帯電したトナー１
が潜像担持体９に付着し静電潜像が顕像化される。

第２図に示されるような現像装置を用いて、６００［Ｄ
ＰＩ］のライン潜像および文字潜像およびソリッド潜像
を１００００枚にわたり連続現像したところ、６００　
［ＤＰＩ］のライン画像が線太りすることなく安定して
形成され、画像端部の尾引きや地力ブリがなく、また面
画像端部にトナーが過剰に現像されることもなく、ＯＤ
値１．４以上の高濃度なソリッド画像を安定して形成す
ることができた。

第１図および第２図の実施例において、弾性層４は、天
然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジェンゴム
、クロロブレンゴム、ネオブレンゴム、ＮＢＲ等の物質
で構成することができる。

また、弾性層４の形態としては、ゴム、発泡体、スポン
ジ等の形態が可能であり、厚さは５００μｍ以上である
ことが望ましい、また、磁界発生層５は、磁気記録材料
や磁石材料として公知の磁性粉を、添加剤とともにバイ
ンダ溶液中に分散させて磁気塗料を塗布して形成される
。さらにまた、本発明に使用するトナーとしては、一成
分磁性トナーとして公知の全てのトナーを使用すること
ができ、レジン系トナー　ワックス系トナーの何れでも
良い、現像剤の組成は、公知のように、樹脂に磁性粉や
着色剤や外添剤やその他の添加剤を加えたもので、粉砕
法や重合法等で作成される。

尚、第１図および第２図において、図中の構成のみで本
発明を限定するものではない、また、矢印はそれぞれの
部材の回転方向を示すが本発明を限定するものではない
、さらに、潜像担持体９はベル上の形態でも可能であり
、現像方法も、正規現像、反転現像の別を問うことなく
使用することができる。

第３図は本発明の実施例における現像ローラーの層構成
を示す図であって、シャフト等の基体３１上に弾性樹脂
を主成分とする弾性Ｈ３２を形成し、弾性層３２上に３
４電層３３を形成し、導電層３３上に磁界発生層３４を
形成し、さらに磁界発生層３４上に絶縁！Ｉｔｉ３５を
形成して現像ローラーとしたものである。磁界発生８３
４を磁化反転ピッチが１００［μｍ］以下になるように
水平方向に磁化することにより、絶縁層３５上には磁性
のトナー１による微小なトナーチエインが形成され薄層
で安定なトナー層が得られる。また、磁界発生層３４を
垂直方向に磁化することにより（図示せず）、磁化反転
ピッチをトナーの粒径（１０［μｍ１前後）程度まで高
密度化することができ、均一に一層もしくは二層のトナ
ー薄層を形成することも可能であり、強い磁界が磁界発
生層表面で得られるためトナー１の磁性粉含有率を低減
してトナーの製造の容易化や定着性の向上が可能である
。尚、図中の矢印は磁化の方向を示す、また、導電層３
３の材質としては、Ａ１、Ｎｉ等の導電性金属を含む材
料の他にカーボンブラック等の導電性材料を使用するこ
とができ、接着や塗布やメツキ等の手段により形成する
ことができる。また、磁界発生層３４が垂直着磁されて
いる場合に限り、導電層３３が軟磁性の材料を含む構成
として、磁界発生層３４の磁気回路を設けることにより
絶縁層３５表面に大きな磁界を得ることができる。さら
にまた、絶縁層３５をトナー１との接触部に設けること
により、トナー１の帯電極性の制御や帯電量の制御がで
きるだけでなく、フッソ樹脂等の耐摩耗性に優れた樹脂
を絶縁層３５に用いることにより磁界発生層３４の保護
層とすることもできる。

以上、層構造の例を説明したが、本発明の現像装置にお
ける現像ローラーは、少なくとも、弾性層および磁界発
生層を有し、かつ弾性層もしくは磁界発生層が導電性を
有するか独立した導電層を有する構成とし、他にローラ
ーの強度を確保する基体や、トナーの帯電性を向上する
絶縁層を構成要素として加えることが可能である。また
その他に、保護層を配設して耐久性を向上したり、中間
層を配設して成形性を向上することができ、さらに、複
数層の機能を融合して一層とする構成も可能である。ま
た、磁界発生層３４の着磁状態は、ライン状着磁や格子
状着磁や螺旋状着磁等の様々な着磁状態にして使用する
ことができ、着磁は現像ローラーに直接行っても、予め
着磁を施したフィルム状の磁界発生層を現像ローラーに
接着等の手段により適宜配設しても良い。

第４図は本発明の現像装置を用い、現像バイアスの条件
を変えて行った実施例の現像トナー量を示す図である。

横軸は画像部の電位と、ＤＣ現像バイアスによる現像ロ
ーラーの電位との差であるコントラスト電位Ｖ、縦軸は
潜像担持体上に形成された画像の現像トナーｊｌＤを表
し、図中の曲線はＶ−Ｄ特性である。第４図は、現像バ
イアスの交流成分のピークとボトムの差ＶｐＩ）をパラ
メータとしてあり、１Ｖｐｐｌを大きくとるとＶ−Ｄ特
性の傾きが急になる傾向を示している。従って、階調性
を求められる複写機等に適した現像装置としては、！ｖ
ｐｐ１≧３００［Ｖ］、であることが望ましい、また、
画素単位の濃度が二値であり、二値それぞれの濃度の安
定領域が広いことが望ましいレーザービームプリンタ等
の現像装置には、１００≦１Ｖｐｐｌ≦６００［Ｖ］で
あルコトカ望ましい。

第５図は本発明の現像装置を用い、他の現像バイアスの
条件を変えて行った実施例の現像トナー量を示す図であ
る。横軸は画像部の電位と、ＤＣ現像バイアスによる現
像ローラーの電位との差であるコントラスト電位■、縦
軸は潜像担持体上に形成された画像の現像トナーＪＩＤ
を表し、図中の曲線はＶ−Ｄ特性である。第５図は、現
像バイアスの交流成分の周波数ｆをパラメータとしてあ
り、ｆを大きくとるとＶ−Ｄ特性の傾きが急になる傾向
を示している。従って、階調性を求められる複写機等に
適した現像装置には、ｆ≦１２００［Ｈｚｌであること
が望ましい。また、画素単位の濃度が二値であり、二値
それぞれの濃度の安定領域が広いことが望ましいレーザ
ービームプリンタ等に適した現像装置には、ｆ≧６００
　［Ｈｚｌであることが望ましい。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く電子写真等の現像装置に応用することができ、
特にプリンターや複写機やファクシミリやデイスプレー
に応用すれば有効である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、弾性層と磁界発生層
を少なくとも有する現像ローラーを用い、現像領域にお
いて交互電界を作用させつつ現像することにより、 構造が簡単で小型低コストの現像装置を提供することが
でき、高解像で高画質の画像を安定して形成できるとい
う効果を有する。また、トナーが潜像担持体に接触する
と顕著に発生する地力ブリを、交互電界と微小ピッチの
磁界による−様な磁気拘束力で防止する事ができるとい
う効果を有する。

さらに、−様な磁気拘束力で、薄層のトナーを安定して
現像領域に供給することで、接触現像、圧接現像の何れ
にも対応可能な現像装置が提供可能で、特に圧接現像を
用いると現像電極効果を最大限に引き出し最も高解像の
画像を形成することができる。さらに、トナーを薄層で
現像領域に供給して接触現像を行うため、現像バイアス
のＡＣ成分の電圧が従来技術より低くても交互電解の効
果を得られ、電源の小型低価格化が可能であるという効
果を有する。さらに、導電層や絶縁層を設けることによ
り、現像電極効果の向上や耐久性の向上が可能である。

従って、本発明の現像装置は、一成分磁性現像法におい
て、地力ブリや尾引きのような画像欠陥が少なく高解像
の画像が得られる現像装置を提供できるという優れた効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の実施例における断面概観
図であり、第２図は、本発明の現像装置の他の実施例に
おける断面概観図であり、第３図は本発明の実施例にお
ける現像ローラーの層構成を示す図であり、第４図は本
発明の現像装置を用い、現像バイアスの条件を変えて行
った実施例の現像トナー量を示す図であり、第５図は本
発明の現像装置を用い、他の現像バイアスの条件を変え
て行った実施例の現像トナー量を示す図である。 １：　トナー ２：現像ローラー ４：弾性層 ５：磁界発生層 ９：潜像担持体 １０：ＤＣ現像バイアス印加手段 １１：ＡＣ現像バイアス印加手段 ３３：導電層 ３５：絶縁層 以　　上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一成分磁性トナーを搬送する現像ローラーと潜像
   担持体を、現像領域において現像剤層の厚み以下の間隙
   に保持して対峙せしめ、前記現像領域に交互電界を形成
   しつつ前記一成分磁性トナーを現像する現像装置におい
   て、 前記現像ローラーが少なくとも弾性層及び磁界発生層を
   有することを特徴とする現像装置。
2. （２）一成分磁性トナーを搬送する現像ローラーを、現
   像領域において、潜像担持体に圧接し、前記現像領域に
   交互電界を形成しつつ前記一成分磁性トナーを現像する
   現像装置において、 前記現像ローラーが少なくとも弾性層及び磁界発生層を
   有することを特徴とする現像装置。
3. （３）前記現像ローラーが、絶縁層を有することを特徴
   とする請求項１または２記載の現像装置。
4. （４）前記現像ローラーが、導電層を有することを特徴
   とする請求項１または２または３記載の現像装置。