JPH0519146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は乾式現像剤の薄層形成装置に関する。
更には、非磁性現像剤の薄層形成装置に関する。

従来技術 従来、乾式現像方式としては各種装置が提案さ
れ又実用化されている。しかし、いずれの現像方
式においても乾式現像剤の薄層を形成することは
極めて難かしくこのため比較的厚い層の形成で現
像装置を構成していた。しかるに現像画像の鮮明
度、解像力、等の向上が求められている現在、乾
式現像剤の薄層形成方法及びその装置に関する開
発は必須となつている。

従来知られている乾式現像剤の薄層を形成する
方式としては特開昭54−43037が提案されており、
且つ実用化されている。しかし、これは磁性現像
剤の薄層形成に関するものであつた。磁性現像剤
は磁性を持たせるため現像剤内に磁性体を内添し
なければならず、これは転写紙に転写した現像像
を熱定着する際の定着性の悪さ、現像剤自身に磁
性体を内添するため（磁性体は通常黒色である）
そのカラー再現の際の色彩の悪さ等の問題点があ
る。

このため非磁性現像剤の薄層形成方式としてビ
ーバーの毛のような柔い毛を円筒状のブラシにし
て、これに現像剤を付着塗布する方法や、表面が
ベルベツト等の繊維で作られた現像ローラにドク
ターブレード等により塗布する方式が提案されて
いる。

しかしながら上記繊維ブラシにドクターブレー
ドとして弾性体ブレードを使用した場合、現像剤
量の規制は可能であるが、均一な塗布は行われ
ず、現像ローラ上の繊維ブラシを摺擦するだけ
で、ブラシの繊維間に存在する現像剤への摩擦帯
電電荷賦与は行われないため、ゴースト等の発生
しやすい問題点があつた。

発明の目的 本件出願人等は上述の従来方法と全く異なる新
規な薄層形成方法として、現像剤保持部材の表面
の移動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流側に
磁性粒子による磁気ブラシを形成し、この磁気ブ
ラシにより非磁性現像剤の薄層を現像剤保持部材
に形成する方法を既に提案した。しかし乍ら、こ
の現像装置においては、容器内で磁性粒子が十分
に循環していないと、現像剤へのトリボ付与が不
十分となり、従つて、現像剤のスリーブへの付着
が不十分となつて、最終的な現像像がカブリの多
いものとなつてしまうことが判明した。従つて、
本発明は、容器内に拘束された、磁性粒子を使用
して、現像剤保持部材上に非磁性現像剤の薄層を
形成する装置において、磁性粒子が容器内で十分
に循環する現像剤薄層形成装置を提供することを
目的とする。

発明の構成 本発明の現像剤薄層形成装置は、開口を有し、
内部に磁性粒子と非磁性現像剤を収容する現像剤
供給容器と、静電潜像を現像する現像部で静電潜
像担持体に対向して該開口に設けられ、前記容器
の内部と外部を無端移動可能な現像剤保持用非磁
性部材と、該保持部材内部に設けられた固定磁界
発生手段と、前記開口の上部近傍に設けられ、固
定磁界発生手段とともに前記磁性粒子を現像剤供
給容器内部に拘束し、前記保持部材上に現像部に
搬送せしめる非磁性現像剤層を形成する磁性粒子
拘束部材と、を有し、前記磁界発生手段が、前記
磁気粒子拘束部材との間の磁界で磁性粒子を前記
容器内に拘束する磁性粒子拘束磁極と、前記現像
剤保持部材の移動方向に関し、該磁性粒子拘束磁
極の上流側であつて、前記現像剤保持部材が上昇
移動する所に位置する搬送磁極と、該搬送磁極の
さらに上流に位置し、現像剤保持部材に対向して
配置された磁性部材と協働して磁性粒子の磁気ブ
ラシを形成し、前記開口の下部からの非磁性現像
剤の漏れを防止するシール磁極とを有し、該磁性
粒子拘束磁極、搬送磁極、シール磁極により現像
剤保持部材上に磁性粒子の基層を形成し、現像剤
保持部材の上昇移動により該基層の磁性粒子を、
現像剤保持部材に沿つて上昇移動し、磁性粒子拘
束部材によつて反転して降下移動する循環運動せ
しめ、該循環運動により基層上の非磁性現像剤層
から非磁性現像剤を基層内に取り込んで行く現像
剤薄層形成装置であり、前記搬送磁極の現像剤保
持部材表面における磁束密度を、磁性粒子拘束磁
極の同表面における磁束密度よりも小さくしたこ
とを特徴とする現像剤薄層形成装置であるので、
この搬送磁極による搬送力は、その比較的小さい
磁束密度故に、現像剤保持部材表面近傍に限定さ
れ、したがつて、該表面から外方に少し離れたと
ころでその搬送力が及ばない。このため、この部
分では搬送力と逆方向の動き（重力などによる）
が発生し易すくなつて、十分な循環が行いる。

実施例 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明の非磁性現像剤薄層形成方法およ
び装置の説明図である。

第１図において、１１は円筒状電子写真感光体
であり矢印方向ａに移動する。この感光体１１に
対して間隙を介して現像剤を保持する非磁性の保
持部材１２が設けられ、本実施例においてはこの
保持部材１２は円筒状であるが、無端移動するウ
エブ状としても良い。電子写真感光体１１につい
ても同様である。この感光体１１の移動とともに
現像剤保持部材１２を矢印ｂ方向に回転移動させ
る。この現像剤保持部材１２に現像剤を供給する
ために現像剤供給容器１３が設けられている。現
像剤供給容器１３はその下部近傍に開口を有し、
該開口部に現像剤保持部材１２が設けられてい
る。現像剤保持部材は開口から一部が外部に露出
しているので、その表面は現像剤供給容器の内部
から同外部へ移動し、つづいて同内部へ戻る。現
像剤保持容器１３の下部は現像剤保持部材１２の
下方を包うように包囲体が形成されており現像剤
が外部に漏れないようになつている。現像剤保持
部材１２の内部には固定磁界を発生する固定磁界
発生手段、すなわち、磁石１４が固定的に設けら
れている。磁石１４は固定されているので、現像
剤保持部材１２のみが回転する。この磁石１４は
後述の磁性粒子拘束磁極２０、搬送磁極２１およ
びシール磁極２２を有する。

現像剤供給容器１２の開口の上部近傍には磁性
体よりなる磁性ブレード１５（磁性粒子拘束部
材）が配置されている。この磁性ブレード１５に
対して現像剤保持部材１２を介した反対側には磁
石１４の磁性粒子拘束磁極２０あるが、磁性粒子
拘束磁極２０の位置は磁性ブレード１５の対向す
る位置より現像剤保持部材１２の回転方向上流側
位置にある角度θ（５〜50度）ずれて配置されて
いる。

かかる構成の装置の現像剤供給容器に磁性粒子
あるいは磁性粒子と非磁性現像剤とを含む混合体
を供給することにより、基層１６を形成させる。
この基層を形成する混合体は磁性粒子に対して約
５〜70％（重量）の非磁性現像剤を含むことが好
ましいが、磁性粒子のみとしても良い。磁性粒子
の粒径は30〜200好ましくは70〜150ミクロンであ
る。各磁性粒子は磁性材料のみから成るもので
も、磁性材料と非磁性材料との結合体でもよい。
基層１６中の磁性粒子は磁石１４の発生する磁界
により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシは後
述の循環作用を行う。磁性粒子拘束磁極２０と磁
性ブレード１５間にも磁気ブラシが形成されこれ
は基層１６の磁性粒子を現像剤供給容器１３の内
部に拘束する。

この基層１６の上に非磁性現像剤を供給するこ
とによりほぼ上下方向、すなわち現像剤保持部材
１２の外周上およびその外側に、２層が形成され
る。この非磁性現像剤に少量の磁性粒子を加えた
ものを用いて現像剤層を形成しても良いが、この
場合でも、現像剤層の磁性粒子含有量は前記の基
層１６よりも小さい。この非磁性現像剤に、流動
性を高めるためにシリカ粒子を、および、感光体
１１の研磨のために研磨剤粒子を外添してもよ
い。２層の形成方法はこのように２段階に分けて
供給するものに限らず、例えば、基層１６と現像
剤層１７の全量分の磁性粒子と非磁性現像剤をほ
ぼ均一に混合したものを供給して、その後、現像
剤供給容器１３に振動を与えて、磁性粒子と非磁
性現像剤の比重の差および磁石１４の磁界により
２層を形成させてもよい。

このように特に２層を形成させずに、磁性粒子
と非磁性現像剤をほぼ均一に混合したものを供給
した場合でも、十分な磁気ブラシを形成できる量
の磁性粒子を含んでいれば、実施可能であるが、
磁気ブラシの長期的な安定性維持のためには２層
とすることが好ましい。

このように磁性粒子および非磁性現像剤を与え
た状態で現像剤保持部材１２を回転させると磁性
粒子は、各磁極による磁界および重力の作用によ
り、第２図に破線矢印で示すように循環運動を行
なう。すなわち、現像剤保持部材１２の外表面近
傍では現像剤供給容器１３の下部の磁性粒子は磁
石１４による磁界と現像剤保持部材１２の回転の
相互作用により現像剤保持部材１２の外周にそつ
て上昇し、このときに、非磁性現像剤と現像剤保
持部材１２の表面は接触して基層中の非磁性現像
剤は静電的に現像剤保持部材１２上に塗布され
る。

本実施例において、非磁性現像剤は磁性粒子乃
至は現像剤保持部材１２との摩擦により帯電する
が、好ましくは磁性粒子表面に酸化膜または非磁
性現像剤と静電的に同準位にある樹脂などの絶縁
処理を施し、磁性粒子からのトリボ付与を少なく
し、必要な帯電を現像剤保持部材１２から受ける
ようにすれば磁性粒子の劣化の影響を防ぐことが
できるとともに現像剤保持部材１２への現像剤塗
布が安定する。

磁性粒子は現像剤保持部材１２の回転により上
昇して行くが、磁性ブレード１５と磁性粒子拘束
磁極２０との間に形成される磁界により、現像剤
保持部材１２表面と磁性ブレード１５の先端の間
隙を通過することをさまたげられる。したがつ
て、この部分の磁性粒子は、あとからつぎつぎに
送られてくる磁性粒子に押されて、第２図に破線
矢印で示すごとく旋回して、その後、重力により
ゆつくりと落下する。この落下の間に現像剤層１
７の下部の非磁性現像剤を取込んで現像剤供給容
器１３の下部に戻り、これを繰返す。

一方、摩擦帯電された現像剤は非磁性であるた
め磁性ブレード１５先端と現像剤保持部材１２表
面の間隙に存在する磁界で拘束されず通過でき、
磁性ブレード部に形成された磁気ブラシ部で現像
剤保持部材表面に鏡映力による作用とともに均一
に薄くコーテイングされて現像剤保持部材１２の
表面に載つて現像剤供給容器１３のが外部に出て
感光体１１の表面に対面して現像が供される。

次に、磁性粒子の循環について詳細に説明す
る。

第２図は、３極構成の磁石１４の、現像剤保持
部材表面での磁束分布を極座標で示す。搬送磁極
２１近傍の磁力は、表面での磁束密度が磁性粒子
拘束磁極２０磁極の磁束密度に比して小さいた
め、磁界が現像剤保持部材１２近傍に限定され、
表面から離れた磁性粒子には働かない。従つて、
２４で示す部分には、主に重力およびその上部の
非磁性現像剤の重力の影響が相対的に強く働く。
一方、磁性粒子拘束磁極２０はその拘束作用を行
うために十分な大きさの磁束密度をもたらす。こ
れによつて、破線矢印で示すように、磁性粒子は
非磁性現像剤粒子とともに、磁性粒子拘束磁極２
０、シール磁極２１間を循環運動する。ここで、
搬送磁極が単極で構成される例で説明したが、複
数極の場合においても、それぞれの極に、単極の
場合に相応する磁束密度、半値巾を有せしめるこ
とにより、同様の効果が得られる。

次に、それぞれの磁極について、さらに詳細に
述べる。

磁性粒子拘束磁極２０では、現像剤保持部材１
２表面の磁束密度が300〜700ガウスである。この
磁束密度は、磁性粒子拘束磁極２０の機能、すな
わち、磁性粒子を現像剤容器１３内に拘束し、か
つ、磁性粒子の運動を十分に生ぜしめる値であ
る。搬送極２１では磁性粒子拘束磁極２０よりも
小さい300〜500ガウスが適当である。この値で、
搬送磁極２１は、シール磁極部２２から磁性粒子
を非磁性現像剤とともに磁性粒子拘束磁極２０へ
搬送し、しかも、大きな穂立ちのブラシを形成し
ないので、前述の如く、搬送力の存在を現像剤保
持部材１２近傍に限定することができる。シール
磁極２２部では200〜600ガウスである。

第３図は、第２図にて詳述した磁石１４を使用
した場合の循環の状態を示すものである。現像剤
保持部材１２の回転によつて、磁性粒子と非磁性
現像剤とは図示の如く小ループを形成して循環回
転しながら全体として、現像剤供給容器１３内に
大きな一つのループを形成して循環する。

このようにして、磁性ブレード１５に搬送され
た非磁性現像剤は、現像剤保持部材１２表面にて
鏡映力により均一に薄く塗布されるが、磁性粒子
は、磁性粒子拘束磁極２０による磁界拘束力が、
現像剤保持部材２０との静電的付着力、機械的な
摩擦力による搬送力よりも大きくなるように設定
されているので、非磁性現像剤とともに現像剤容
器１３外に出ることはなく、磁性粒子拘束磁極２
０極の循環力と自重によつて図のループにそつて
シール磁極２２近傍へと移動する。

第４図は磁束密度分布を変えて、搬送磁極２１
の磁束密度を磁性粒子拘束磁極２０とほぼ同じに
した場合を示すものである。磁性粒子拘束磁極２
０磁、シール磁極２２の磁束密度は第２図の場合
と同じく、それぞれ300〜700ガウス200〜600ガウ
スである。このような磁束密度分布の場合最初の
段階では、循環は第２図磁束密度の場合として第
３図に示すものと同一であるが、現像剤保持部材
１２の積算回転数がふえるに従つてシール磁極部
の磁性粒子は搬送磁極２１の磁力と現像剤保持部
材１２の搬送力により、磁性粒子拘束磁極２０部
へトラツプされて、最終的には、循環は第５図に
示す状態となつてしまう。これは、搬送磁極１１
の磁力が大きいために、磁性粒子拘束磁極２０か
らシール極１２へ落下する磁性粒子が完全に磁性
粒子拘束磁極２０、搬送磁極２１の磁界にトラツ
プされてしまうことによる。

第６図は、第５図の循環状態となつた場合の現
像剤容器１３内の磁性粒子の分布状態を示す。こ
のように、循環距離が短い場合は現像剤保持部材
１３と非磁性現像剤の接触が不十分で、トリボ付
与が不十分となり、現像画像がカブリの多いもの
となる。

第７図は、シール磁極２２の作用を示すもので
ある。シール磁極２２は、現像剤容器内の開口の
下部にそれと対向する位置に設けたシール磁性体
８との間に磁気ブラシを形成する。この磁気ブラ
シの作用を考察するために、まず磁性体８が存在
しない場合を考える。磁性粒子は、初期の状態で
は、矢印１５で示すような循環運動を行う。この
状態では、磁性粒子が十分にシール磁極２２部へ
供給されるので十分な磁気ブラシが形成され、現
像剤保持部材１２の下部は、この磁気ブラシによ
り、完全にシールされて、ここから非磁性現像剤
が流出飛散することはない。しかし、現像剤保持
部材１２の積算回転数の増加とともに、磁性粒子
の多くは、磁性粒子拘束磁極２０に近傍に滞留す
る。従つて、シール磁極２２部に存在していた磁
性粒子は徐々に減少し、現像剤供給容器１３内の
透磁率が減少し現像剤保持部材１３内に設けられ
た磁極からの磁界が十分に達しなくなる。このた
め、初期状態における磁性粒子の循環ループ２５
は最終的には２６で示す様に変化する。この結
果、非磁性現像剤が容器１３の下部に堆積し、こ
の状態ではすでにシール作用を行う磁気ブラシが
存在しないために、機内の振動、現像器自体の振
動により、非磁性現像剤が流出、飛散するので不
都合である。シール部でのこのような磁性粒子の
減少を抑えてシールを完全に行うことが好ましい
が、この作用がシール磁極２２と対向して設けら
れた磁性体８により行われる。この磁性体８の存
在により、長時間使用後においても、現像剤供給
容器１３下部からの現像剤の流出、飛散は発生し
ない。勿論、現像器を着脱する際でも飛散、流出
が生じない。シール磁極の最適磁束密度は磁性粒
子飽和磁化粒度分布、非磁性現像剤の粒度、トリ
ボ付与などの物性に加えて、シール磁極と対向す
る磁性体の形状、距離により一義的には定められ
ないが板状の磁性体を用い、現像剤保持部材１２
表面との間隙を１mmとし、飽和磁化約100enu／
ｇの磁性粒子を用いた場合で200〜600ガウスであ
る。

ここで使用する現像方法としては特開昭55−
18656に記載の方法が好ましい。電子写真感光体
１１と現像剤保持部材１２との間にはバイアス電
源１９により電圧が印加される。バイアス電源１
９は交流でも直流でもよいが、交流に直流を重畳
したものが好ましい。現像により供される現像剤
は基層１６から現像剤保持部材１２に供給され、
基層１６における不足分は、前述の循環運動によ
り現像剤層１７から供給される。

２層構成とした場合、基層１６は最初から現像
剤保持部材１２の外表面近傍に形成されており、
また、現像剤層１７は磁性粒子を全く含有しない
か、あるいは装置の使用とともに不可避的に発生
する磁性粒子の喪失を補う程度の僅かの量である
ため、基層１６内の磁気ブラシの状態は運転を長
期間続行してもほぼ一定に維持され、変化しな
い。この意味において、基層１６内の磁性粒子は
現像剤またはその一部ではなく現像装置の一部で
ある。

上記の実施例で画像形成を実際に行なつた結果
現像剤中の磁性粒子と現像剤の重量比に依存せ
ず、画像濃度が、一定で良好な画像が得られた同
時、環境依存性の低い現像装置であることも環境
試験により確認された。

なお、上記原理説明では規制部材に鉄等の磁性
体よりなる磁性ブレードを用いているが、アルミ
ニウム・銅・樹脂等の非磁性体よりなる非磁性ブ
レード又は容器を構成する樹脂やアルミニウム等
の非磁性体の壁を、この規制部材として用いるこ
ともできる。しかし、この場合、磁性粒子の流出
を防止するため、スリーブと規制部材との間隙を
磁性ブレードを用いるときよりも更に小さくする
必要がある。また、磁性ブレードを用いる場合
は、ブレードと磁極間の磁界により現像剤の出口
部に安定して磁気ブラシが形成できる点で好まし
い。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、現像剤
保持部材上の磁性粒子基層の磁性粒子の循環運動
領域の範囲が十分確保でき、かつ循環運動も円滑
となるので、基層上の非磁性現像剤層から非磁性
現像剤が基層内に円滑に取り込まれ、かつこの非
磁性現像剤は基層内で十分に摩擦帯電されること
になるため、カブリのない良好な画質の現像画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による現像装置の断面図、第２
図は第１図の装置における磁束分布図、第３図は
第１図の装置を作動させた場合の磁性粒子の循環
状態を示す断面図、第４図の本発明によらない磁
束分布の一例を示す断面図、第５図は第４図によ
る磁束分布の場合の磁性粒子の循環状態を示す断
面図、第６図は第５循環状態で運動を継続した後
の、磁性粒子の分布を示す断面図、第７図は循環
経路の変化を示す断面図である。 符号の説明、１１…電子写真感光体、１２…現
像剤保持部材、１３…現像剤供給容器、１４…固
定磁界発生手段、１５…磁性粒子拘束部材、１６
…基層、１７…非磁性現像剤層、１９…バイアス
電源、２０…磁性粒子拘束磁極、２１…搬送磁
極、２２…シール磁極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開口を有し、内部に磁性粒子と非磁性現像剤
   を収容する現像剤供給容器と、 静電潜像を現像する現像部で静電潜像担持体に
   対向して該開口に設けられ、前記容器の内部と外
   部を無端移動可能な現像剤保持用非磁性部材と、 該保持部材内部に設けられた固定磁界発生手段
   と、 前記開口の上部近傍に設けられ、固定磁界発生
   手段とともに前記磁性粒子を現像剤供給容器内部
   に拘束し、前記保持部材上に現像部に搬送せしめ
   る非磁性現像剤層を形成する磁性粒子拘束部材
   と、 を有し、 前記磁界発生手段が、前記磁気粒子拘束部材と
   の間の磁界で磁性粒子を前記容器内に拘束する磁
   性粒子拘束磁極と、前記現像剤保持部材の移動方
   向に関し、該磁性粒子拘束磁極の上流側であつ
   て、前記現像剤保持部材が上昇移動する所に位置
   する搬送磁極と、該搬送磁極のさらに上流に位置
   し、現像剤保持部材に対向して配置された磁性部
   材と協働して磁性粒子の磁気ブラシを形成し、前
   記開口の下部からの非磁性現像剤の漏れを防止す
   るシール磁極とを有し、 該磁性粒子拘束磁極、搬送磁極、シール磁極に
   より現像剤保持部材上に磁性粒子の基層を形成
   し、現像剤保持部材の上昇移動により該基層の磁
   性粒子を、現像剤保持部材に沿つて上昇移動し、
   磁性粒子拘束部材によつて反転して降下移動する
   循環運動せしめ、該循環運動により基層上の非磁
   性現像剤層から非磁性現像剤を基層内に取り込ん
   で行く現像剤薄層形成装置であり、 前記搬送磁極の現像剤保持部材表面における磁
   束密度を、磁性粒子拘束磁極の同表面における磁
   束密度よりも小さくしたことを特徴とする現像剤
   薄層形成装置。