JPH04142576A - 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、磁性トナー・を使用する現像装置に関し、更
に詳しくは、弾性層及び磁界発生層を有する現像ローラ
により磁性トナーを搬送し現像する現像装置に関する。 ［従来の技術］ 従来の現像装置は、ＵＳＰ−４１２１９３１に開示され
るように、非磁性円筒状のスリーブの内部に磁石ローラ
を有する現像ローラを用いて磁性トナーによる磁気ブラ
シをスリーブ上に形成し、磁性トナーの搬送及び現像を
行うものであり、成分磁気ブラシ現像法として公知であ
る。 また、上記の一成分磁気ブラシ現像法を改良する現像法
として、ＵＳＰ−４５６４２８５に開示されるような現
像ローラにフローティング電極を設けてライン画像とソ
リッド画像の画質を向上したＦＥＥＤ現像法や、ＵＳＰ
−４８５１８７４に開示されるような磁石ローラの表面
で薄層化したトナーを搬送しベルト状の潜像担持体に現
像する現像装置が提案されている。 ［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一成分磁気ブラシ現像法
やＦＥＥＤ現像法では、現像ローラが現像スリーブと磁
石ローラ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、磁石ローラの磁界変動に伴う濃度ムラや画
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、磁石ローラ表面で薄層化したトナーを搬送し現像
する現像法でも、磁石ローラの磁界変動に伴う画質の劣
化は同様に起こり、ベルト状の潜像担持体を使用するた
めに装置が大型化するという問題点を有していた。 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、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、現像ローラにより磁性トナーを搬
送し、磁性トナーを潜像担持体に現像する現像装置にお
いて、現像ローラが弾性層及び磁界発生層及び非磁性層
を少なくとも有することを特徴とする。 また、本発明の現像装置は、現像ローラが、潜像担持体
に圧接されることを特徴とする。 さらに、本発明の現像装置は、現像ローラと潜像担持体
との間の空隙が、現像ローラ上の磁性トナーの層厚より
も大きいことを特徴とする。 さらに、本発明の現像装置は、現像ローラが、導電層を
有することを特徴とする。 さらに、本発明の現像装置は、現像ローラが、絶縁層を
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を単一の回転体で構成
することにより、現像ローラ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を得ることができる
。また磁界発生層と非磁性層を適切に配設することによ
り、磁界発生層を着磁する際に着磁磁束が磁界発生層に
集中するので着磁が容易であり、また、磁界発生層から
の漏洩磁束をトナー層に集中できるので、磁気力をトナ
ーの搬送あるいは拘束のために有効に利用できる。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、接触現像、非接触
現像の如何を問わず、現像ローラ上に均一で薄層のトナ
ー層を形成して、現像ローラ上のトナー層厚の変動によ
る温度変動を低減することができる。 さらに、現像ローラ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、現像ローラに絶縁層を設けることにより、現像
ローラとトナーとの摩擦帯電を安定に行い現偉濃度の時
間的変動を軽減することができる。 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。 ［実施例コ 第１図は本発明の現像装置を用いた画像形成装置の断面
概観図である。潜像担持体１は、導電性の支持部２の上
に有機または無機の光導電性を有する感光材料で感光層
３を塗膜したものであって、感光層３をコロナ帯電器や
帯電ローラ等の帯電器４を用いて帯電した後に、レーザ
ーやＬＥＤ等の光源５から出た光を結像光学系６を通し
て感光層３に画像に応じて選択的に光照射して電位コン
トラストを得て静電潜像を形成する。一方、現像装置７
は磁性のトナー８を搬送し現像するものであって、トナ
ー８を搬送する現像ローラ９は、シャフト】０の外周に
非磁性弾性層】１及び磁界発生層１２をそれぞれ同心円
状に配設したもので、磁界発生層１２の外周の漏洩磁束
により磁性のトナー８を現像ローラ９上に直接保持し、
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１３で適量に規制した状態で現像ローラ９を回転さ
せて薄層のトナー８を搬送するものである。潜像担持体
１と現像ローラ９が近接する現像ギャップ部までトナー
８が搬送されると潜像担持体１の電位コントラスト及び
現像バイアス印加手段１４により現像電界が形成され、
現像電界に応じて帯電したトナー８が潜像担持体１に付
着し静電潜像が顕像化される。さらに、コロナ転写器や
転写ローラ等の転写器１５を用いて記録紙１６上にトナ
ーによる像を転写し、熱や圧力を用いてトナーを記録紙
に定着し所望の画像を記録紙上に得るものである。第１
図に示されるような画像形成装置を用いて、６００　［
ＤＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド画像を
１００００枚にわたり連続形成したところ、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、記録紙上に地力ブリがないのはもちろん潜像
担持体上にも地力ブリがなく廃トナー量を大幅に低減す
ることができた。 第２図は本発明の他の実施例における現像装置を用いた
画像形成装置の断面概観図であって、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
。現像装置２１は磁性のトナー８を搬送し現像するもの
であって、トナー８を搬送する現像ローラ９は、磁界発
生層１１の外周の漏洩磁束により磁性のトナー８を現像
ローラ９上に直接保持し、非磁性または磁性の金属や樹
脂で構成される薄板バネ状の弾性ブレード２２で適量に
薄層化して、現像ローラ９を回転させて薄層のトナー８
を搬送するものである。現像ローラ９は潜像担持体１に
所定の圧力で圧接されており、現像ローラ９上のトナー
８が圧接部に搬送されると、潜像担持体１の電位コント
ラスト及び現像バイアス印加手段１４による現像電界に
応じて帯電

【７たトナー８が潜像担持体１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画像形成
装置を用いて、６００　［ＤＰＩ］のライン画像及び文
字画像及びソリッド画像を１００００枚にわたり連続形
成したところ、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ラインベア画像の解像
度が最も大きくとれ、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、記録紙上に地力ブリがないのは
もちろん潜像担持体上にも地力ブリがなく廃トナー量を
大幅に低減することができた。 第３図ｔよ本発明の更に他の実施例における現像装置を
用いた画像形成装置の断面概観図であって、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。現像装置３１は磁性のトナー８を搬送し現像す
るものであって、トナー８を搬送する現像ローラ９は、
磁界発生１層１２の外周の漏洩磁束により磁性のトナー
８を現像ローラ９上に直接保持し、バネ等に懸架された
非磁性または磁性の金属や樹脂で構成されるブレード３
２を現像ローラ９に圧接することにより適Ｉに薄層化し
て、現像ローラ９を回転させて薄層のトナー８を搬送す
るものである。現像ローラ９は潜像担持体１に所定の空
隙（現像ローラ９上のトナー８の層厚よりも大きい長さ
の空隙）を介して配設されており、潜像担持体１と現像
ローラ９とが近接する現像ギャップ部にトナー８が搬送
されると、潜像担持体１の電位コントラスト及び現像バ
イアス印加手段１４による現像電界に応じて帯電したト
ナー８が潜像担持体１に転移し静電潜像が顕像化される
。第３図に示されるような画像形成装置を用いて、６０
０　［ＤＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド
画像を１００００枚にわたり連続形成したところ、３０
０　［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、Ｏ
Ｄ値１．４以上の高温度なソリッド画像を安定して形成
することができ、記録紙上に地力ブリがないのはもちろ
ん潜像担持体上にも地力ブリがなく廃トナー量を大幅に
低減することができた。 第１図〜第３図において、非磁性弾性層１１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、ネオプレンゴム、イソプレンゴム、Ｎ
ＢＲ等を用い、弾性層の形態としては、ゴム、発泡体、
スポンジ等の形態にして用い、非磁性弾性層１１の層厚
は、現像方法やトナー搬送量の規制方法により異なるが
十分な弾性変位を得るためには５００〔μｍ１以上とし
た方が望ましい、また、磁界発生層１２は、磁気記録材
料や磁石材料として公知のものを用いることができ、よ
り詳しくは、Ｆｅ、　　Ｎｉ、　　Ｃｏ、Ｍｎ。 Ｃｒのうち少なくとも一種類の元素を含有する磁性材料
、例えば、７−Ｆｅ２Ｏ３、Ｂａ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ、
Ｇｏ−Ｃｒ、Ｍｎ−−Ａ１等が使用可能で、膜厚は１０
０［μｍ］以下望ましくは１０［μｍ］前後に薄膜化し
、最小磁化反転ピッチを１０ｏ［μｍ］以下にしてトナ
ーを均一に薄層化すると同時に磁気ブラシ形成による現
像ローラ上のトナー搬送量の変動を微小ピッチに抑えて
温度ムラを低減することができる。しかも磁界発生層１
２の下層が非磁性弾性層１１なので、磁界発生層１２を
着磁する際に磁束を磁界発生層１２中に集中できるので
着磁が容易である。さらに、本発明に使用するトナーと
しては、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。 なお、第１図〜第３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、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４図〜第９図に本発明の実施例における現像ローラの
層構成図を示す。 第４図は本発明の実施例における現像ローラの層構成を
示す図であって、シャフト等の基体４１上に非磁性の弾
性樹脂を主成分とする非磁性弾性層４２を形成し、非磁
性弾性層４２上に磁界発生層４３を形成して現像ローラ
としたものである。 磁界発生層４３を層厚ｄが１００［μｍ〕以下、望まし
くは１０［μｍ］となるように形成し、磁化反転ピッチ
ｐ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、磁界発生層４３上にはトナー４４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。非磁性弾性層４２が磁性材料で構成されて
いると磁界発生層４３で発生する磁束が非磁性弾性層４
２中を通ってしまうためトナー層形成のための磁気力が
半減してしまうが、本発明においては非磁性弾性層４２
は非磁性なので磁束のほとんどがトナー層を貫通し、磁
気力を有効に利用できる。また、カーボンブラック等の
非磁性導電性材料を弾性樹脂中に分散させて非磁性弾性
層４２を形成することにより、現像バイアス電圧を非磁
性弾性層４２に印加して現像電極効果を向上して高解像
の画像を得ることができる。なお、図中の矢印は磁化の
方向を示す。 第５図は本発明の他の実施例における現像ローラの層構
成を示す図であって、シャフト等の基体５１上に発泡性
の樹脂による弾性層５２を形成し、弾性層５２上に非磁
性導電層５３を形成し、非磁性導電層５３上に磁界発生
層５４を形成して現像ローラとしたものである。非磁性
導電層５３が薄い場合には、磁束をトナー層に集中させ
るためには弾性層５２も非磁性とすることが望ましい、
磁界発生層５４を層厚ｄが１００［μｍ］以下、望まし
くは１０［μｍ］となるように形成し、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、磁界発生層５４上にはトナー５５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。従って、現像バイアス電圧を非磁性導電層５
３に印加して現像電極効果を向上して高解像の画像を得
ることができる、非磁性導電層５３の材質としては、ス
テンレス、Ａ１、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の非磁性導
電性金属を含む材料の他にカーボンブラック等の非磁性
導電性材料を使用することができ、接着や塗布やメツキ
等の手段により非磁性導電層５３を形成することができ
る。なお、図中の矢印は磁化の方向を示す。 第６図に本発明の更に他の実施例における現像ローラの
層構成を示す図であって、シャフト等の基体６１上に非
磁性のスポンジ等による非磁性弾性Ｍ６２を形成し、非
磁性弾性層６２上に磁界発生層６３を形成し、磁界発生
層６３上に非磁性導電層６４を形成して現像ローラとし
たものである。 非磁性導電層６４は非磁性なので非磁性導電層６４内で
磁気回路が短終することはない、磁界発生層６３を水平
方向に微細な磁化反転ピッチで磁化することにより、磁
界発生層６３上にはトナー６５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。従っ
て、現像バイアス電圧を非磁性導電１ｉ６４に印加して
現像電極効果を向上して高解像の画像を得ることができ
、非磁性導電性金属層６４をＮｉやＣｒ等を含む金属薄
膜で形成すれば、磁界発生層６３の保護膜として非磁性
導電層６４が機能し現像ローラを長寿命化することがで
きる。なお、図中の矢印は磁化の方向を示す。 第７図は本発明の更に他の実施例における現像ローラの
層構成を示す図であって、シャフト等の基体７１上に非
磁性の弾性樹脂を主成分とする非磁性弾性層７２を形成
し、非磁性弾性層７２上に磁界発生層７３を形成し、磁
界発生層７３上に非磁性絶縁層７４を形成して現像ロー
ラとしたものである。前述の実施例と同様に、磁界発生
層７３上にはトナー７５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。非磁性絶縁
層７４をトナー７５との接触部に設けることにより、ト
ナー７５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非磁性
絶縁層７４に用いることにより磁界発生層７３の保護層
とすることもできる。なお、図中の矢印は磁化の方向を
示す。 第８図は本発明の更に他の実施例における現像ローラの
層構成を示す図であって、シャフト等の基体８】、上に
非磁性の弾性樹脂を主成分とする非磁性弾性層８２を形
成し、非磁性弾性層８２上に磁界発生層８３を形成し、
磁界発生層８３上に非磁性導電層８４を形成し７、非磁
性導電層８４上に非磁性絶縁層８５を形成して現像ロー
ラとしたものである。前述の実施例と同様に、磁界発生
層８３上にはトナー８６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。従って、現
像バイアス電圧を非磁性導電層８４に印加して現像電極
効果を向」ニして高解像の画像を得ることができ、非磁
性絶縁層８５をトナー８６との接触部に設けることによ
り、トナー８６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
非磁性絶縁層８５に用いることにより非磁性導電層８４
の保護層として機能し、安定な現像電極効果を保つこと
ができる。なお、図中の矢印は磁化の方向な示す。 第９図は本発明の更に他の実施例における現像ローラの
層構成を示す図であって、シャフト等の基体９１上に弾
性樹脂を主成分とする弾性層９２を形成し、弾性層９２
上に非磁性導電層９３を形成し、非磁性導電層９３上に
磁界発生層９４を形成し、磁界発生層９４上に非磁性絶
縁層９５を形成して現像ローラとしたものである。非磁
性導電層９３が薄い場合には磁束をトナーに集中させる
ためには弾性層９２も非磁性であることが望ましい、前
述の実施例と同様に、磁界発生層０４上にはトナー９６
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。従って、現像バイアス電圧を非磁性
導電層９３に印加して現像電極効果を向上して高解像の
画像を得ることができ、非磁性絶縁層９５をトナー９６
との接触部に設けることにより、トナー９６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非磁性絶縁層９５に用いる
ことにより磁界発生層９４の保護層として安定なトナー
層を保つことができる。なお、図中の矢印は磁化の方向
を示す。 以上の層構成例の他に複数層の機能を融合して一層とす
る構成や各層間に層間の接合を容易にする中間層を設け
る層構成等積々の層構成が可能であり、フローティング
電極を所定の層に配設して現像電極効果を向上させる構
成も可能である。 また、本発明においては磁界発生層を磁化反転ピッチｐ
が十分小さく（例えば１００［μｍ］以下）なるように
着磁することにより安定なトナー薄層を現像ローラ上に
形成し、特に着磁状態には依存しない、また、このよう
な微小ピッチの着磁を行なうためには磁界発生層の層厚
ｄを１００［μｍ］以下、望ましくは１０［μｍ］前後
とするとよい。また、着磁は現像ローラに直接行なって
もフィルム上の磁界発生層に予め着磁したものを現像ロ
ーラに接着等の手段により適宜配設してもよい。 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かでき、
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。 ［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、弾性層と磁界発生層
と非磁性層を少なくとも有する現像ローラにより現像す
ることにより、構造が簡単で着磁が容易であり磁気力の
利用効率が高く、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、接触現像、圧接現像、非接
触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、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、磁性トナー現像法におい
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を用いた画像形成装置の断面
概観図、第２図は本発明の他の実施例における現像装置
を用いた画像形成装置の断面概観図、第３図は本発明の
更に他の実施例における現像装置を用いた画像形成装置
の断面概観図、第４図は本発明の実施例における現像ロ
ーラの層構成を示す図、第５図は本発明の他の実施例に
おける現像ローラの層構成を示す図、第６図は本発明の
更に他の実施例における現像ローラの層構成を示す図、
第７図は本発明の更に他の実施例における現像ローラの
層構成を示す図、第８図は本発明の更に他の実施例にお
ける現像ローラの層構成を示す図、第９図は本発明の更
に他の実施例における現像ローラの層構成を示す図。 １　　・・・　潜像担持体 ７　　・・・　現像装置 ト ナー 現像ローラ 非磁性弾性層 磁界発生層 以 上

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像ローラにより磁性トナーを搬送し、前記磁性
   トナーを潜像担持体に現像する現像装置において、前記
   現像ローラは弾性層及び磁界発生層及び非磁性層を少な
   くとも有することを特徴とする現像装置。
2. （２）前記現像ローラが、前記潜像担持体に圧接される
   ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. （３）前記現像ローラと前記潜像担持体との間の空隙が
   、前記現像ローラ上の前記磁性トナーの層厚よりも大き
   いことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. （４）前記現像ローラが、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。
5. （５）前記現像ローラが、絶縁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または４記載の現像装置
   。