JPH0451272A - 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、−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６３−２２６６７６に開示さ
れるように、駆動ローラーに対して余剰周長を有する筒
状の薄膜部材スリーブの余剰部を感光体に弾性的に密着
させて、非磁性トナーの搬送及び現像を可能にするもの
であった。

〔発明が解決しようとする課Ｍ］ しかし、前述の従来技術では、現像ローラーにトナーを
保持する力が静電的鏡像力と粘着力によるため、トナー
の搬送量を均一にすることが困難であった。

また、　トナー保持力が小さいため、トナーを感光体等
の潜像担持体に現像すると、非画像部に未帯電トナーや
正規の極性ではないトナーが現像され、潜像担持体上で
は著しく地力ブリ（非画像部にトナーが付着している状
態）の多い画像しか得られず、電子写真等の画像形成装
置に用いた場合には記録紙には正規の極性のトナーしか
転写されないため、転写されず不要に廃棄されるトナー
が多くなり、非経済的なだけでなく過大な廃トナー容器
の占有スペースが必要となり画像形成装置を大型化して
いた。また、トナー保持力が弱いため、正規の極性に帯
電しても、単位質量光たりの電荷量の大きなトナーは、
現像領域において潜像担持体に接触すると、鏡像力等に
よって非画像部に付着してしまい、記録紙に残る地力ブ
リの原因となっていた。

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、トナーの搬送量が安定で、地力
ブリや濃度ムラが少ない現像装置を提供するところにあ
る。更に他の目的は、不要廃棄トナーを低減できる現像
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画像形成装置に適用可能な現像装
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、現像ローラーにより一成分磁性ト
ナーを潜像担持体に現像する現像装置において、現像ロ
ーラーが筒状の薄膜部材及び筒状の薄膜部材の内周側面
に少なくとも一部で接触しかつ磁界を発生する駆動ロー
ラー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、薄膜部材が、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、薄膜部材が、磁界発生層
を少なくとも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、現像ローラーを単一の回
転体で構成することもでき、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、薄膜部材の駆動ローラーを磁界を発生する部材を
用いて構成することによりトナーを薄膜部材上に磁気的
な力で保持できるため、トナーの搬送量が安定し未帯電
トナーの粘着力等による潜像担持体への付着を防止でき
、漏洩磁束で薄膜部材上のトナーを揺動して摩擦帯電さ
せ画像濃度を向上することができる。

さらに、本発明の上記の構成によれば、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、トナー層厚の変動による濃度ムラ等
を低減し、トナーを磁気力により現像ローラーに保持し
て地力ブリを低減し、高解像で高印字品質の現像を行う
ことができる。さらに、地力ブリを低減して不要廃棄ト
ナーを低減することにより、画像形成装置の小型低コス
ト化や低メインテナンス化が可能であり、トナー消費量
を低減してランニングコストも低減可能である。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ 第１図は、本発明の現像装置を用いた画像形成装置の断
面概観図であって、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
ーラー等の帯電器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ー９は回転駆動されかつ磁界を発
生する駆動ローラー１０及び磁界を発生する駆動ローラ
ー１０の外周に余剰長を残して外装された筒状の薄膜部
材１１により構成され、磁界を発生する駆動ローラー１
０の漏洩磁束により磁性のトナー８を薄膜部材１１上に
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１３で適量に規制した状態で現
像ローラー９を回転させて薄層のトナー８を搬送するも
ので、磁性のトナー８は、弾性ブレード１３と現像ロー
ラー９に圧接される部分において磁界を発生する駆動ロ
ーラー１０の漏洩磁束により揺動されて摩擦帯電または
電荷注入を受け、薄膜部材１１と駆動ローラー１０が非
接触である部分においては磁気ブラシの自転またはスリ
ップによる摩擦帯電が行われ薄膜部材上のトナーに現像
されるに充分で安定した帯電量が得られる。潜像担持体
１に現像ローラー９が圧接され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。その際、現像電極で
ある薄膜部材を潜像担持体に圧接することにより現像電
界を強調でき、潜像担持体と薄膜部材の距離がトナー層
厚で規定されるため現像電界が安定し、トナーを磁界を
発生する駆動ローラー１０の漏洩磁束で保持するため接
触現像としても地力ブリがなく高温度かつ高解像度の画
像を安定して形成できる。潜像担持体上に形成されたト
ナー像は、コロナ転写器や転写ローラー等の転写器１５
を用いて記録紙１６上に転写され、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。

第１図に示されるような現像装置を用いて、６００［Ｄ
ＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド画像を１
００００枚にわたり連続形成したところ、６００　［Ｄ
ＰＩ］のライン画像が線太りすることなく安定して形成
さ汰　画像端部の尾引きや地力ブリがなく、ＯＤ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、配録紙上に転写した画像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を現像する現像ローラー２２は、磁
界を発生する駆動ローラー１ｏ及び磁界を発生する駆動
ローラー１０の外周に余剰長を残して外装された筒状の
薄膜部材２３により構成され、筒状の薄膜部材２３上に
は磁界発生層２４が配設され、磁界を発生する駆動ロー
ラー１０の漏洩磁束及び磁界発生層２４の外周の漏洩磁
束により磁性のトナー８を現像ローラー２２上に保持し
、薄板バネ状の弾性ブレード１３で適量に規制した状態
で現像ローラー２２を回転させて薄層のトナー８を搬送
するもので、磁性のトナー８は、弾性ブレード１３と現
像ローラー２２に圧接される部分において磁界を発生す
る駆動ローラー１０の漏洩磁束により揺−動されて摩擦
帯電または電荷注入を受け、薄膜部材２３と磁界を発生
する駆動ローラー１０が非接触である部分においては磁
気ブラシの自転またはスリップによる摩擦帯電が行われ
薄膜部材上のトナーに現像されるに充分で安定した帯電
量が得られる。

また、トナーの帯電による静電気的付着力だけでは不安
定となるトナー搬送量を、磁界発生層２４及び磁界を発
生する駆動ローラー１０の漏洩磁束により安定にしてい
る。現像ローラー２２は潜像担持体ｌに所定の圧力で圧
接されており、現像ローラー２２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
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。その際、現像電極である薄膜部材を潜像担持体
に圧接することにより現像電界を強調でき、潜像担持体
と薄膜部材の距離がトナー層厚で規定されるため現像電
界が安定し、トナーを磁界発生層２４と磁界を発生する
駆動ローラー１０の漏洩磁束により保持するため接触現
像としても未帯電トナー等の粘着力による地力ブリがな
く高温度かつ高解像度の画像を安定して形成できる。

第２図に示されるような現像装置を用いて、６００［Ｄ
ＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド画像を１
００００枚にわたり連続形成したところ、６００　［Ｄ
ＰＩ］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
紙上に転写した画像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２図において、磁界を発生する駆動ローラー
１０は磁界を発生するシャフトの外周に天然ゴム、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等を用いて摩擦部を配
設したもので、薄膜部材１１．２３を磁界を発生する駆
動ローラー１０に押圧して回転駆動力を伝達するもので
ある。

また、磁界を発生する駆動ローラー１０は、回転自在な
導電非磁性のスリーブとそれに内包される磁界発生手段
より構成されるマグローラーの表面に摩擦部材を配設し
た構造とすることもでき、磁界発生手段としては永久磁
石や電磁石等磁界を発生するものであればよく、さらに
磁化方向も駆動ローラーの法線方向、軸方向等任意であ
り、着磁パターンもライン状、格子状、螺旋状等任意で
ある。さらに、薄膜部材１１．２３は、リン青銅、ステ
ンレス、ニッケル、等の金属薄膜やナイロン、ポリイミ
ド、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂薄膜材料を用
いることができ、薄膜部材の膜厚は、材質により異なる
が潜像担持体との十分な圧接状態を得るためには１０〜
５００［μｍ］程度とした方が望ましい、さらに、磁界
発生層２４は、磁気記録材料や磁石材料としても公知の
ものを用いることができ、より詳しくは、Ｆｅ、　　Ｎ
ｉ、　　Ｃ０ｌＭｎ、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’−Ｆｅ２０３、Ｂａ−
Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｍｎ−Ａｌ等が使用可
能で、膜厚は１００［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１００［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ー上のトナー搬送量の変動を
微小ピッチに抑えて濃度ムラを低減することができる。

さらに、本発明に使用するトナーとしては、−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。

トナーの組成は、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〜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１はベルト状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（ａ）は第２図における現像ローラーの薄膜部材
の層構成を示す図であって、薄膜部材３１上に磁界発生
層３２を配設し、磁界発生層３２を磁化反転ピッチが１
００［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３２上には磁性のトナー３３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、導電性の金属薄膜やカーボンブラッ
ク等の導電性材料を弾性樹脂中に分散させた樹脂薄膜で
薄膜部材３１を形成することにより、現像バイアス電圧
を薄膜部材３１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。

さらに、第３図（ｂ）に示すように、磁界発生層３４を
垂直方向に磁化することにより、磁化反転ピッチをトナ
ーの粒径（１０［μｍ］前後）程度まで高密度化するこ
とができ、均一に一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磁
性のトナー３３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。また、磁界発生
層３２．３４の着磁状態は、ライン状看磁や格子状着磁
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、また、図中の矢印は
磁化の方向を示す。

尚、第３図では薄膜部材３１上に磁界発生層を配設しト
ナーの搬送量を安定とする例を示しているが、その他藩
膜部材の内周に天然ゴム等の摩擦部材を配設して磁界を
発生する駆動ローラーの外周に摩擦部材を配設すること
なく駆動力を有効に伝達することを可能としたり、薄膜
部材あるいは磁界発生層の表面に電荷注入や接触帯電系
列に従ってトナーの帯電を行なう帯電量制街層を配設し
てトナーの帯電量を安定させる等、薄膜部材を多層構造
として付加機能を持たせることも可能である。

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。

［発明の効果コ 本発明の上記の構成によれば、現像ローラーを単一の回
転体で構成することもでき、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、薄膜部材の駆動ローラーを磁界を発生する部材を
用いて構成することによりトナーを薄膜部材上に磁気力
で保持できるため、トナーの搬送量が安定し未帯電トナ
ーの粘着力等による潜像担持体への付着を防止でき、漏
洩磁束で薄膜部材上のトナーを揺動して摩擦帯電させ画
像湯度を向上することができる。

さらに、現像電極である薄膜部材を潜像担持体に圧接す
ることにより現像電界を強調でき、潜像担持体と薄膜部
材のギャップがトナー層厚で規定さ九るため現像電界が
安定し、磁気力によりトナーを保持するため接触現像と
しても未帯電トナーの粘着力等による潜像担持体への付
着を防止でき、高温層かつ高解像度で地力ブリのない画
像を安定して形成できる。

さらに、薄膜部材に磁界発生層を配設することにより、
磁界発生層の表面で直接トナーを搬送できるため搬送量
が安定し、最小磁化反転間隔を非常に狭くすることによ
り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、トナーを磁気力で現像ローラーに保持して
未帯電トナーの粘着力等による地力ブリを低減し、高解
像で高印字品質の現像を行うことができる。さらに、地
力ブリを低減して不要廃棄トナーを低減することにより
、画像形成装置の小型低コスト化や低メインテナンス化
が可能であり、トナー消費量を低減してランニングコス
トも低減可能である。

従って、本発明の現像装置は、−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
かつ高温層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
る現像ローラーの薄膜部材の層構成を示す図である。 １　・・・・・・・・　潜像担持体 ８、３３　　・　・　・　・　・　　トナー９．２２　
・・・・・　現像ローラー １０　・・・・・・・・　磁界を発生する駆動ローラー 薄膜部材 １１、　２３．　３１ １３　・・・・・・・　　弾性ブレード１４　・　・・
・・・・　現像バイアス印加手段２４、　３２．　３４
　　・・　磁界発生層以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像ローラーにより一成分磁性トナーを潜像担持
   体に現像する現像装置において、前記現像ローラーが筒
   状の薄膜部材及び前記筒状の薄膜部材の内周側面に少な
   くとも一部で接触しかつ磁界を発生する駆動ローラーを
   少なくとも有することを特徴とする現像装置。
2. （２）前記薄膜部材が、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）前記薄膜部材が、磁界発生層を少なくとも有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。