JPH0451273A - 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題］ しかし、前述の従来技術では、現像ローラーにトナーを
保持する力がトナー自身の帯電による静電的吸着力のみ
なのでトナー保持力が小さく、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、地力ブリや濃度ムラが少なく、
トナー搬送量が安定な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する駆動ローラー有し、かつ薄
膜部材の内部に少なくとも磁界発生手段を有することを
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。

さらに、本発明の現像装置は、駆動ローラーが少なくと
も磁界発生手段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、薄膜部材の内部に磁界発
生手段を配設することにより、−成分磁性トナーの薄膜
部材上への保持力が高められるため潜像担持体上の非画
像部への粘着力等による地力ブリやトナーの飛散を低減
でき高解像度の画像を安定して形成できる。

また、本発明の上記の構成によれば、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、また潜像担持体と薄膜部材のギャップがトナー
層厚で規定されるため現像電界が安定し、現像剤を磁気
的な力で保持するため接触現像としても地力ブリが少な
く高温度かつ高解像度の画像を安定して形成できる。

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
して地力ブリを但減し、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。

さらに、本発明の上記の構成によれば、駆動ローラーに
磁界発生手段を有することにより、磁界発生手段からの
漏洩磁束により磁性トナーを保持搬送し、トナー層厚の
変動による濃度ムラを但減し、漏洩磁束によりトナーを
揺動してトナーの摩擦帯電を行い、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、高温度か
つ高解像で高印字品質の現像を行うことができる。

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は回転駆動され外周に摩擦部
材を有する駆動ローラー１０及び駆動ローラー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及び
薄膜部材１１に内包される磁界発生手段１２により構成
され、磁界発生手段１２の漏洩磁束あるいはトナー自身
の帯電による静電気力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、潜像担持体１に薄膜部材１１が圧接され
る現像部までトナー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、さらに
、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図に示される現像装置において薄膜
部材１１に内包される磁界発生手段１２は供給されたト
ナー８を磁気力で薄膜部材１１上に保持するもので、未
帯電トナーの粘着力による地力ブリやトナー飛散及び単
位質量当りの電荷量の大きなトナーが鏡像力等により非
画像部に付着する地力ブリを低減するものである。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、また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れるため現像電界が
安定し、トナーを磁気的な力で保持するため接触現像と
しても地力ブリがなく高濃度かつ高解像度の画像を安定
して形成できる。

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、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を搬送する現像ローラー２２は回転
駆動され外周に摩擦部材を有する駆動ローラー１０及び
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及び薄膜部材２３に内包される磁界発
生手段１２により構成され、薄膜部材２３上には磁界発
生層２４が配設されている。トナー８は、磁界発生層２
４の外周の漏洩磁束、磁界発生手段１２の漏洩磁束ある
いはトナー自身の帯電による静電気力により薄膜部材２
３上に保持され、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で現像に好適な量
に規制された状態で現像ローラー２２を回転させて薄層
のトナー８を搬送するものである。磁界発生手段１２は
供給されたトナー８を磁気力で薄膜部材２３上に保持す
るもので、未帯電トナーの粘着力による地力ブリやトナ
ー飛散及び単位質量当りの電荷量の大きなトナーが鏡像
力等により非画像部に付着する地力ブリを低減するもの
である。また、薄膜部材２３上に配設されている磁界発
生層２４は、その漏洩磁束により薄膜部材上にトナーを
保持するため、トナー自身の帯電による静電気的付着力
だけでは充分でないトナーの保持力を強められ、前回の
現像で消費された薄膜部材上のトナーの消費パターンに
よらずトナーの搬送量を安定にでき、現像領域において
は未帯電トナーの粘着力や帯電量の大きいトナーの鏡像
力による潜像担持体への付着を防止し地力ブリを低減す
るものである。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くでき、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及び磁界発生手段１
２の磁気的な力で保持するため接触現像としても地力ブ
リがなく高濃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　［
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
成されラインペ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３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２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ー３２は回転
駆動されかっ磁界発生手段及び外周に摩擦部材を有する
駆動ローラー３０と駆動ローラー３ｏの外周に余剰長を
残して外装された筒状の薄膜部材２３及び薄膜部材２３
に内包される他の磁界発生手段１２により構成され、薄
膜部材２３上には磁界発生層２４が配設されている。ト
ナー８は、磁界発生層２４の外周の漏洩磁束、磁界発生
手段を有する駆動ローラー３０の漏洩磁束あるいはトナ
ー自身の帯電による静電気力により薄膜部材２３上に保
持され、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で現像に好適な童に規制さ
れた状態で現像ローラー３２を回転させて薄層のトナー
８を搬送するものである。磁界発生手段１２は供給され
たトナー８を磁気力で薄膜部材２３上に保持するもので
、未帯電トナーの粘着力による地力ブリやトナー飛散及
び単位質量当りの電荷量の大きなトナーが鏡像力等によ
り非画像部に付着する地力ブリを低減するものである。

薄膜部材２３上に配設されている磁界発生層２４は、そ
の漏洩磁束により薄膜部材上にトナーを保持するため、
トナー自身の帯電による静電気的付着力だけでは充分で
ないトナーの保持力を強められ、前回の現像で消費され
た薄膜部材上のトナーの消費パターンによらずトナーの
搬送量を安定にでき、現像領域においては未帯電トナー
の粘着力や帯電量の大きいトナーの鏡像力による潜像担
持体への付着を防止し地力ブリを低減するものである。

磁界発生手段を有する駆動ローラー３ｏは、漏洩磁束に
よりトナーを薄膜部材２３上に保持してトナーの搬送量
を安定にし、弾性ブレード１３により現像ローラー３２
に圧接されているトナー８を磁気力により揺動させて摩
擦帯電を付与するものである。また、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２
４及び磁界発生手段を有する駆動ローラー３゜の磁気的
な力で保持するため接触現像としても地力ブリがなく高
濃度かつ高解像度の画像を安定して形成できる。

第３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
されラインペア画像の解像度が最も大きくとれ、画像端
部の尾引きゃ地力ブリがなく、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３図において、駆動ローラー１０あるいは磁
界発生手段を有する駆動ローラー３０は外周に天然ゴム
、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、薄膜部材を駆動ローラーに押圧し
て回転駆動力を伝達するものである。また、磁界発生手
段１２．３０の磁化方向は感光体や駆動ローラーの法線
方向だけでなく接線方向や軸方向などの任意の方向でよ
く、着磁パターンもライン状、格子状、螺旋状、ランダ
ム等任意であり、さらに磁界発生手段は永久磁石に限ら
ず電磁石などの磁界を発生するものであれば何れでも良
い。さらに、薄膜部材は、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、　　Ｎｉ、　　Ｃｏ
、　　Ｍｎ、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、γ−Ｆｅ２Ｏ３、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（ａ）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って、薄膜部材４１上に
磁界発生層４２を配設し、磁界発生層４２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、磁界発生層４２上には磁性のトナー４
３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ＳＥ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４１を形成することにより、現像バ
イアス電圧を薄膜部材４１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４
図（ｂ）に示すように、磁界発生層４４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（１
０［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４
３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４４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、尚、図中の矢印は磁化の方向を示す。

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、筒状の薄膜部材の内
部に磁界発生手段を配設することにより、−成分磁性ト
ナーの薄膜部材上への保持力が高められるため潜像担持
体上の非画像部への粘着力等による地力ブリやトナーの
飛散を低減でき高解像度の画像を安定して形成できる。

また、現像電極である薄膜部材を潜像担持体に圧接すれ
ば現像電界が強調され、現像ギャップがトナー層厚で規
定されるため電界は安定し、高温度かつ高解像度の画像
を安定して形成できる。さらに、磁界発生手段からの漏
洩磁束によりトナーの保持力を強めることにより、接触
現像を行なっても未帯電トナーや帯電量の大きいトナー
の鏡像力による潜像担持体への付着を防止でき地力ブリ
の少ない画像を形成できる。

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するため搬送量が
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。

さらに、駆動ローラーに磁界発生手段を有することによ
り、磁界発生手段がらの漏洩磁束により磁性トナーを保
持搬送し、トナー層厚の変動による濃度ムラを低減し、
漏洩磁束によりトナーを揺動して充分な摩擦帯電量を付
与し、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、高濃度かつ高解像で高印字品質の現像
を行うことができる。

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濃度
かつ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図は本発明の現像装置の他
の実施例における断面概観図であり、第４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。 潜像担持体 ８、４３　　・　・　・　・・　　トナー９、　２２．
　３２ 現像ローラー １１、　　２３．　４１ ２４、　４２．　４４ 駆動ローラー 薄膜部材 磁界発生手段 弾性ブレード 磁界発生層 磁界発生手段を 有する駆動ローラー 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部（化１名）第１図

Claims (4)

【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
   くとも一部で接触する駆動ローラーを有し、かつ少なく
   とも前記薄膜部材に内包される磁界発生手段を有するこ
   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。
4. （４）前記駆動ローラーが、少なくとも磁界発生手段を
   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。