JPH047509B2 - - Google Patents

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JPH047509B2
JPH047509B2 JP23893783A JP23893783A JPH047509B2 JP H047509 B2 JPH047509 B2 JP H047509B2 JP 23893783 A JP23893783 A JP 23893783A JP 23893783 A JP23893783 A JP 23893783A JP H047509 B2 JPH047509 B2 JP H047509B2
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JP
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magnetic
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JP23893783A
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JPS60130770A (ja
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Satoru Haneda
Hisafumi Shoji
Seiichiro Hiratsuka
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/09Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
    • G03G15/0921Details concerning the magnetic brush roller structure, e.g. magnet configuration
    • G03G15/0928Details concerning the magnetic brush roller structure, e.g. magnet configuration relating to the shell, e.g. structure, composition

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷
法あるいは磁気記録法等によつて像形成体面に形
成した静電潜像あるいは磁気潜像にトナー粒子を
付着させる記録装置の現像装置に関し、特に、磁
石体を内包したスリーブ状現像剤搬送担体面に磁
性キヤリヤ粒子とトナー粒子の混合から成る二成
分現像剤の層を形成して、振動電界下で現像剤層
から像形成体の潜像にトナー粒子を付着させる現
像装置の改良に関する。
〔従来技術〕
上述のような現像装置は、特開昭56ー144452
号、同57−139761号、同57−147652号、同58−
48065号各公報によつて知られている。これらの
公報に記載された現像装置は、二成分現像剤を用
いたことによつて、磁性トナー粒子の一成分現像
剤を用いたものよりも、トナー粒子の摩擦帯電制
御が容易になり、凝集が起りにくくなつて、現像
剤搬送担体面に均一に現像剤層を形成することも
容易になり、さらに、振動電界によつて現像剤層
から像形成体へのトナー粒子の移行制御が容易に
行われるようになるから、現像剤層を像形成体面
に接触させずに振動電界下で現像剤層から像形成
体にトナー粒子を移行させるようにして、現像剤
層を像形成体に接触させるものにおいて生じ易い
掃き目やかぶりのない現像が行われるようにする
ものである。しかし、このような現像装置におい
て、現像が安定して再現性のよい高画質画像を与
えるように行われるためには、現像剤層を像形成
体面に接触させるものよりも、現像剤層の層厚を
薄く均一に形成することが重要である。現像剤層
の層厚が厚過ぎたり、不均一であつたりすると、
振動電界によるトナー粒子の移行制御が安定して
行われ難くなり、かぶりやエツジ効果が現われ易
くなつて、折角非接触ジヤンピング現像を行うよ
うにしていてもその効果が得られなくなる。しか
るに、従来の上述のような現像装置は、現像剤層
を像形成体面に接触させる現像装置と同様、現像
剤搬送担体にアルミニウムやステンレス鋼のよう
な非磁性体から成るものを用いているために、現
像剤搬送担体の表面に形成される現像剤層に、現
像剤搬送担体の内部に設けられる磁石体の磁極配
置に起因する、層厚の不同が生じ易く、現像剤層
を層厚薄く均一に形成することが難しいと云う問
題があつた。
一方、現像剤搬送担体が回転して内部の磁石体
が静止しており、現像剤搬送担体の表面に形成さ
れた現像剤層を像形成体面に接触させる現像装置
において、現像剤搬送担体に不均一な磁性層を設
けて、それにより磁石体が形成する磁界に変動を
生じさせて、高濃度で高コントラストの現像が行
われるようにしたものが特開昭58−115450号公報
により知られている。
〔発明の目的〕
本発明は、二成分現像剤を用いて振動電界下で
現像を行う現像装置の現像剤搬送担体に現像剤層
が薄く均一に形成できて、安定してかぶりやエツ
ジ効果のない現像を行うことができ、特に、非接
触ジヤンピング現像条件によれば掃き目もない高
画質画像の現像を行うことができる現像装置の提
供を目的としてなされたものであり、磁性層を設
けて磁石体が形成する磁界に変動を生じさせると
云う特開昭58−115450号公報記載の技術を応用す
れば、現像剤搬送担体に薄く均一に現像剤層を形
成することができるとことを見出して本発明に到
達したものである。
〔発明の構成〕
本発明は、磁石体を内包したスリーブ状現像剤
搬送担体面に磁性キヤリヤ粒子とトナー粒子の混
合から成る二成分現像剤の層を形成して、振動電
界下で現像剤層から像形成体の潜像にトナー粒子
を付着させる現像装置において、前記現像剤搬送
担体が表面に沿つた磁性層を有することを特徴と
する現像装置にある。
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。
第1図は本発明現像装置の一例を示す記録装置
の部分断面図、第2図及び第3図はそれぞれ現像
剤搬送担体の構成の一例を示す斜視図である。
図において、1は、表面にSe等の感光体や誘
電体から成る像形成層を有し、図示していない帯
電、露光装置等によつて像形成層に静電潜像を形
成されるドラム状の矢印方向に回転する像形成
体、2は、ステンレス鋼やA等の非磁性体から
成るスリーブ2a上に磁性層2bを設けた構成の
現像剤搬送担体であり、これには、磁性層2b
が、第2図に示したような、例えば50μmの厚さ
のNiめつき層から成るもの、第3図に示したよ
うな、Ni等の磁性金属材料を50〜2000μm程度の
厚さとなるように金属溶射法で吹き付けた層から
成るもの、あるいは、Niやフエライト等の磁性
体粒子を分散した樹脂の塗布層から成るもの等が
用いられる。なお、現像剤搬送担体2の表面は、
滑かな面であつてもよいし、適当な凹凸を有する
粗面であつてもよい。粗面の方が表面に形成され
る現像剤層の搬送性が高くなる。また、第2図や
第3図に示したような現像剤搬送担体2では、磁
性層2b上にさらに樹脂被膜を設けるようにする
と、表面が絶縁性となつて現像剤搬送担体2に高
いバイアス電圧を印加することが容易になる。そ
の点、磁性層2bが磁性体粒子の分散含有樹脂層
から成るものでは、特に表面に樹脂被膜を設ける
ことをしなくても、比較的高いバイアス電圧を印
加し得る。3は、保護抵抗4を介して現像剤搬送
担体2にバイアス電源、5は、現像剤搬送担体2
のスリーブ2aの内部に設けられた磁石体であ
り、磁石体5は表面に複数のN,S磁極を周方向
に配置した形で有し、N,S磁極は通常500〜
1500ガウスの磁束密度に磁化されている。
図示の現像装置は、磁石体5が矢印方向に回転
し、それによつて現像剤溜り6において現像剤搬
送担体2の表面に現像剤Dが磁性キヤリヤ粒子に
トナー粒子を伴つた形で吸着されて磁石体5の回
転と反対の矢印方向に移動するようになることで
現像剤層の形成が行われるものであるが、現像剤
搬送担体2は静止しているものでも、現像剤層の
移動方向と同方向に回転するものでも、逆方向に
回転するものでもよいし、また、磁石体5が静止
して、現像剤層が現像剤搬送担体2の回転と共に
移動するものでもよい。磁石体5が静止している
ものでは、磁石体5の像形成体1に対向する表面
部分に位置する磁極の磁束密度を他の磁極の磁束
密度よりも大きくするのが好ましい。それは、磁
化を強くする方法によるものでも、磁極を接近さ
せて設ける方法によるものでもよい。
本発明現像装置は、以上のいずれの方法によつ
て現像剤層を形成するものであつても、。現像剤
搬送担体2に前述のような磁性層2bが設けられ
ているから、それによつて現像剤搬送担体2の表
面に現れる磁力は適当に均一化され、したがつ
て、現像剤層が付着の最初から比較的均一な厚さ
で形成されて、磁性あるいは非磁性の層厚規制プ
レード7により効果的に均一な所定の厚さに規制
される。
8は、現像域Aを通過した現像剤層を現像剤搬
送担体2の表面から除去して現像剤溜り6に戻す
クリーニングブレード、9は現像剤溜り6の現像
剤Dを攪拌して、トナー粒子とキヤリヤ粒子の混
合を均一化すると共に、トナー粒子を摩擦帯電さ
せる攪拌ローラ、10は、トナーホツパー11か
らトナー粒子を現像剤溜り6に補給するトナー補
給ローラである。
このような本発明の現像装置は、現像剤搬送担
体2と像形成体1の間隙を現像剤搬送担体2の表
面に形成された現像剤層が像形成体1の表面に接
触しない範囲の狭い間隙に設定するのが好まし
い。それによつて、掃き目の生じない現像が行わ
れる。そして、この間隙は、数10〜2000μmにす
るのが好ましい。この間隙が狭くなり過ぎると、
それに合わせて現像剤層を薄く形成せねばなら
ず、それでは現像剤層を均一に形成しても現像剤
層におけるトナー粒子の均一性が得られなくなつ
たり、トナー粒子を十分に現像域に供給すること
ができなくなつたりして、安定して鮮明な現像を
行うことが難しくなる。また、間隙が2000μmを
大きく超すようになると、振動電界によるトナー
粒子の移行制御が困難となり、十分な現像濃度が
得られなくなる。しかるに、間隙を数10〜
2000μmの範囲にした場合には、それに対して現
像剤層を、像形成体1の表面に接触しないで振動
電界によつて効果的にトナー粒子の移行制御が行
われる、適当な均一の厚さに形成することがで
き、それによつてかぶりやエツジ効果のない、勿
論、画像に掃き目の生ずることもない鮮明な現像
を行うことができる。
このトナー粒子の移行制御のために、現像剤搬
送担体2と像形成体1の間に生ぜしめる振動電界
は、バイアス電源3によつて現像剤搬送担体2に
交流成分の実効値が200〜5000V、周波数が100Hz
〜10kHz、好ましくは300〜4000V、1〜5kHzの
バイアス電圧を印加し、それによつて実効値で
300〜5000V/mmの電界強さを示すようなもので
あることが望ましい。バイアス電源3によつて現
像剤搬送担体2に印加するバイアス電圧には、か
ぶりの発生を防止するために、像形成体1の非画
像部電位と同極性の適当な大きさの直流電圧が重
畳して用いられることは勿論である。また、図示
例に限らず、像形成体1と現像剤搬送担体2の間
にトナー粒子の移行を妨げないワイヤ電極をネツ
ト電極等を設けて、それにバイアス電圧を印加す
ることによつて現像域Aに振動電界を生ぜしめる
ようにしてもよい。その場合も、バイアス電圧に
直流成分を重畳したり、現像剤搬送担体2に直流
電圧を印加したり、さらに現像剤搬送担体2に異
つた振動数の振動電圧を印加したりすることも行
われる。バイアス電圧の交流成分の波形は、正弦
波に限らず、三角波や矩形波等であつてもよい。
また、バイアス電圧の直流成分の電圧や極性等を
適当に設定することによつて、本発明現像装置
は、ポジ現像だけでなく反転現像にも適用し得
る。反転現像の場合は、バイアス電圧の直流成分
は像形成体の非画像背景部における受容電位と略
等しい電圧に設定される。さらに本発明現像装置
は、トナー粒子に磁性体を含有したものを用いる
ことで磁気潜像の現像にも適用し得る。
本発明現像装置には、従来の二成分現像剤と同
様の、平均粒径が十数μm〜数百μmの磁性キヤリ
ヤ粒子と平均粒径が十数μmの非磁性トナー粒子
との混合から成る現像剤も用いられるが、繊細な
線や点あるいは濃淡差等を再現した高画質画像を
得るためには、重量平均粒径が1〜20μmのトナ
ー粒と重量平均粒径が5〜50μmの磁性キヤリヤ
粒子との混合から成る現像剤を用いるのが好まし
く、さらに磁性キヤリヤ粒子が磁性体粒子の表面
を樹脂膜で被覆した粒子や磁性体微粒子を分散含
有した樹脂粒子の如き絶縁性の粒子であることが
現像剤搬送担体2に高いバイヤス電圧を印加でき
るので好ましい。キヤリヤ粒子の絶縁性は抵抗率
で108Ωcm以上、特に1013Ωcm以上であることが
好ましい。この抵抗率は、粒子を0.50cm2の断面積
を有する容器に入れてタツピングした後、詰めら
れた粒子上に1Kg/cm2の荷重を掛け、荷重と底面
電極との間に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印
加したときの電流値を読み取ることで得られる値
であり、この抵抗率が低いと、現像剤搬送担体に
バイアス電圧を印加した場合に、キヤリヤ粒子に
電荷が注入されて、像担持体面にキヤリヤ粒子が
付着し易くなつたり、あるいはバイアス電圧のブ
レークダウンが起り易くなつたりする。
本発明現像装置によれば、先に述べたように、
現像剤搬送担体2に現像剤層を像形成体1に接触
させずに適当に薄く均一に形成することができる
から、振動電界によるトナー粒子の移行制御が容
易になり、したがつて、トナー粒子やキヤリヤ粒
子に微粒子化したものを用いても、現像剤層から
トナー粒子のみを分離して像形成体の静電像等に
付着させることが容易に行われ、その結果、高画
質画像を得ることができる。
次に本発明の具体的実施例を示す。
〔実施例〕
第1図の現像装置において、現像剤搬送担体2
を、サンドブラストにより粗面としたA製のス
リーブ2aの表面に、微粒鉄粉を含有した樹脂液
にデイピングする方法で形成した厚さ約50μmの
磁性層2bを有する、外径が30mmの反時計方向に
65rpmで回転するものとし、スリーブ2aの内部
の磁石体5を、表面に磁束密度900ガウスのN,
S磁極8極を周方向に等間隔に有する、矢印方向
の回転数が700rpmのものとした。そして、現像
剤Dには重量平均粒径が30μm程度で樹脂中に磁
性体粉末を分散含有した比抵抗が約1×1014Ωcm
の絶縁性キヤリヤ粒子と重量平均粒径が14μmの
絶縁性非磁性トナー粒子とから成る現像剤を用い
て、層厚規制プレード7と現像剤搬送担体2の間
隙を400μmにして、層厚約500μmの現像剤層が現
像剤搬送担体2に形成されるようにした。この現
像剤搬送担体2を、有機光導電体OPCから成る
像形成層を有して矢印方向に120mm/secの表面速
度で回転し、像形成層に非画像背景部電位−50V
に対して−500Vの静電潜像を形成される、像形
成体1と表面間隙700μmで対峙させるようにし
て、バイヤス電源3により現像剤搬送担体2に
2kHz,1kVの交流電圧と−15〇Vの直流電圧の
重畳したバイアス電圧を印加した現像を行つた。
現像されたトナー像は、図示してない転写装置
により普通紙にコロナ放電転写され、表面温度
140℃の熱ローラ定着装置によつて定着された。
それによつて得られた記録画像は、かぶりやエツ
ジ効果のない、そして濃度も高いきわめて鮮明な
ものであり、引続いて同様に5万枚の記録紙を得
たが、最初から最後まで安定して変わらない鮮明
な記録画像が得られた。
これに対して、現像剤搬送担体に磁性層を有し
ないものを用いた場合は、層厚規制ブレード7の
所で現像剤等の詰りが生じ易く、したがつて、現
像剤層の層厚も不同となり、トナー像にキヤリヤ
粒子の付着も起り易くて、1万枚程度の記録紙を
得るのが限度であり、記録画像には荒れが認めら
れた。
〔発明の効果〕
本発明の現像装置によれば、現像剤搬送担体に
適当な均一厚さの現像剤装置を形成することがで
き、したがつて、振動電界による現像剤層からの
トナー粒子の移行制御が効果的に行われて、かぶ
りやエツジ効果のない鮮明な記録画像を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明現像装置の一例を示す記録装置
の部分断面図、第2図及び第3図はそれぞれ現像
剤搬送担体の構成の一例を示す斜視図である。 1……像形成体、2……現像剤搬送担体、2a
……スリーブ、2b……磁性層、3……バイヤス
電源、4……保護抵抗、5……磁石体、6……現
像剤溜り、7……層厚規制ブレード、8……クリ
ーニングブレード、9……攪拌ローラ、10……
トナー補給ローラ、11……トナーホツパー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁石体を内包したスリーブ状現像剤搬送担体
    の表面に磁性キヤリヤ粒子とトナー粒子の混合か
    ら成る二成分現像剤の層を形成して、振動電界下
    で現像剤層から像形成体の潜像にトナー粒子を付
    着させる現像装置において、前記現像剤搬送担体
    が表面に沿つた磁性層を有することを特徴とする
    現像装置。 2 前記現像剤層が像形成体の表面と接触しない
    ように現像剤搬送担体面上に形成される特許請求
    の範囲第1項記載の現像装置。 3 前記磁性層が磁性体のめつき層である特許請
    求の範囲第1項または第2項記載の現像装置。 4 前記磁性層が磁性体粒子を含む層である特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の現像装置。 5 前記現像剤搬送担体の表面が絶縁性乃至は半
    絶縁性である特許請求の範囲第1項乃至第4項記
    載の現像装置。
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JPH11194618A (ja) 1997-11-10 1999-07-21 Canon Inc 画像形成装置

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