JPH0527863B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真・静電記録・磁気記録等の従
来公知の適宜の原理・プロセスを利用して感光
体・誘電体・磁性体などの潜像保持体面に形成し
た静電潜像・磁気潜像等の電気的潜像を乾式現像
剤（トナー）で可視化する現像装置に関する。

更に詳しくは乾式現像剤を現像剤保持部材面に
薄層として形成保持させ、該部材の現像剤薄層形
成保持面を潜像保持体面に僅少な隙間を存して対
面させ現像バイアスの作用で現像剤薄層の現像剤
を潜像保持体側の潜像パターンに対応して選択的
に移行付着させて潜像を現像する方式（所謂ジヤ
ンピング方式）、或は現像剤保持部材面の現像剤
薄層を像保持体面に接触させて同じく潜像を現像
する方式（接触方式）の現像装置に関する。

このように現像剤を現像剤保持部材面に薄層と
して形成保持させて潜像保持体面に適用する方式
の現像装置としては、現像剤として磁性現像剤を
利用し、該磁性現像剤を磁界と層厚規制手段とに
より各部均一厚さの薄層として形成保持させて潜
像保持体面に適用するものが各種提案されており
（例えば特開昭54−43037号公報等）、又実用化さ
れている。

しかし、この種方式の現像装置に於ては磁性現
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、この内添磁性体のために転
写紙に転写した現像像を熱定着する際の定着性が
悪い。

更に磁性体は通常黒色であるために鮮明な色彩
トナーを得ることが困難であり、カラー複写に於
ける色再現性が悪い等の問題点がある。

そこで現像剤として非磁性現像剤を用い、その
非磁性現像剤の薄層形成方式としてビーバーの毛
のような柔らか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、カブリ等の発生し
やすい問題点があつた。

本発明は、非磁性トナーに十分な摩擦帯電を安
定して付与でき、また現像領域への非磁性トナー
の搬送量を長期にわたつて安定化でき、従つて鮮
明度・解像性・定着性の良い、又カラー複写にあ
つては色彩性のよい現像画像又は複写画像を常に
安定に得ることができる現像装置を提供すること
を目的とするものである。

そして本発明は、 開口を有し、非磁性トナーと磁性粒子とを収容
する現像剤供給容器と、 該開口に設けられ、前記容器の内部と外部とを
無端移動可能であつて、前記容器内で上昇移動す
る現像剤保持部材と、 前記現像剤保持部材の外側に前記現像剤保持部
材と空〓を有して設けられており、上記容器から
の非磁性トナーの搬出量を規制する規制部材と、 前記現像剤保持部材の内側で、前記規制部材に
対向する位置よりも現像剤保持部材の移動方向上
流側、かつ現像剤保持部材の上昇移動部に位置す
る磁極を有する固定磁界発生手段と、 前記容器内に位置しており、前記規制部材より
も現像剤保持部材の移動方向上流で、かつ現像剤
保持部材の上昇移動域にてこの現像剤保持部材に
対向する面であつて、現像剤保持部材との間の間
〓が現像剤保持部材移動方向に関し前記規制部材
に向かつて減少して行き、前記磁極の磁力と現像
剤保持部材の上昇移動により上昇移動して来た磁
性粒子を、次いで降下移動して前記容器内で循環
運動するように反転させる面を有する磁性粒子循
環域限定部材と、を有してなることを特徴とする
現像装置、を要旨とする。

以下図に示した本発明の実施例装置に基づいて
具体的に説明する。第１図は実施例装置の要部の
横断側面図である。図に於て、１４は現像剤供給
容器、１２は現像剤保持部材としての現像スリー
ブである。

現像スリーブ１２は例えばアルミニウム等の非
磁性スリーブであり、現像剤供給容器１４の左側
壁の下部に容器長手方向に形成した横長開口に、
右略半周面を容器１４内へ突入させ、左略半周面
を容器外へ露出させて回転自由に軸受させて横設
してあり、矢示の反時計方向ｂに回転駆動され
る。現像剤保持部材１２は上記円筒体（スリー
ブ）に限らず、回動駆動される無端ベルト形態等
にしてもよい。該現像スリーブ１２の容器外露出
面は、矢示ａ方向に面移動駆動されている感光体
等の潜像保持体１１面に僅少な隙間を存して対面
している。

１３は現像スリーブ１２内に挿入し、図示の位
置・姿勢に位置決め保持した固定磁界発生手段と
しての固定の永久磁石（マグネツト）であり、現
像スリーブ１２が回転駆動されてもこの磁石１３
は図示の位置・姿勢にそのまま保持される。この
磁石１３はＮ極１７、Ｓ極１８の磁極を有する。
磁石１３は永久磁石に代えて電磁石を配設しても
よい。

２３は現像スリーブ１２を配設した現像剤供給
容器開口の上縁側に、基部を容器側壁に固定し、
先端側は開口上縁位置よりも容器１４の内方へ突
入させて開口上縁長手に沿つて配設した磁性粒子
拘束部材としての磁性ブレードであり、例えば鉄
板を横断面略く字形に曲げ加工したものである。

第２図は上記磁性ブレード２３の現像スリーブ
１２に対する姿勢・角度関係図である。１９は磁
極１７よりもスリーブ回転方向下流側で、且つス
リーブ１２を配設した容器開口の上縁位置よりも
スリーブ回転方向上流側間に定めたスリーブ上の
点、ｌはブレードの中心線、ｎは点１９位置に於
けるスリーブ１２の法線である。而して磁性ブレ
ード２３はスリーブ１２に関してその先端部を点
１９位置にスリーブ１２面と隙間間隔ｄをあけて
位置させ、且つ点１９の位置におけるスリーブ１
２の法線ｎに対しブレードの中心線ｌとの為す角
度δをもたせてスリーブ移動方向下流側に向けて
配置してある。θはスリーブ１２の回転中心を通
る垂直線ｍと前記法線ｎのなす角度、Ｐはスリー
ブ１２の回転中心と磁極１７の中心とを結んだ
線、πは該線Ｐと前記垂直線ｍとのなす角度（磁
極１７の位置角度）である。

点１９位置に於ける磁性ブレード２３の先端部
と現像スリーブ１２面との前記隙間間隔ｄは100
〜1000μ、好ましくは200〜500μで、この実施例
では300μである。この間隔ｄが100μより小さい
と、後述する磁性粒子が詰まり、ブレード外部へ
押し出される欠点がある。また1000μより大きい
と、振動で後述する非磁性現像剤（非磁性トナ
ー）が多量に漏れ出して、薄層が形成できなくな
る。

２７は磁性ブレード２３の上面側に下面を接触
させ、前端面２７ａをアンダカツト面とした磁性
粒子循環域限定部材である。

２０，２４は現像剤供給容器１４内に収容した
磁性粒子と非磁性現像剤である。

現像剤供給容器１４の底板は現像剤保持部材た
る現像スリーブ１２の下方に延長位置させて現像
剤が外部に漏れないようにしてある。またこの現
像剤の外部への漏出の防止をさらに確実ならしめ
るためにその延長底板の先端縁に縁長手に沿つて
基部を固定し先端縁を軽く現像スリーブ１２の下
面に接触させてシール部材２１を配設し、該シー
ル部材２１により底板延長部１４ｂの先端縁とス
リーブ１２の下面間の隙間開口を閉塞させてあ
る。

磁性粒子２０は粒径が30〜200μ、好ましくは
70〜150μ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
体でもよいし、二種以上の磁性粒子の混合物でも
良い。そしてこの磁性粒子２０は現像剤供給容器
１４内に於て容器１４内に臨んでいるスリーブ面
領域、即ちスリーブ１２を配設した容器開口下縁
部１４ａから磁性粒子拘束部材たる磁性ブレード
２３の先端部までのスリーブ面領域各部にスリー
ブ１２内の磁石１３による磁界により吸着保持さ
れ磁気吸着層として該スリーブ面領域を全体的に
覆つている。非磁性現像剤２４はこのスリーブ１
２に対する磁気吸着層の外側に多量に貯溜して存
在する。容器１４内への上記磁性粒子２０と非磁
性現像剤２４の投入手順は、先ず磁性粒子２０を
投入してそれを上記スリーブ面領域に磁気吸着層
として吸着保持させ、次いで非磁性現像剤２４を
投入する。この最初に投入する磁性粒子２０は磁
性粒子に対してもともと約２〜70％（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。又磁性粒子２０は一旦上記スリ
ーブ面領域に磁気吸着層として吸着保持されれば
装置振動や、装置をかなり大きく傾けても実質的
に片寄り流動してしまうことはなく、上記スリー
ブ面領域を全体的に覆つた状態が保持される。

而して容器１４内に上記のように磁性粒子２０
と非磁性現像剤２４を投入収容した状態に於て、
磁石１３の磁極１７位置に対応するスリーブ表面
付近の磁性粒子磁気吸着層部分には磁極１７の強
い磁界で磁性粒子の磁気ブラシ２０ａが形成され
ている。

又磁性粒子拘束部材たる磁性ブレード２３の先
端部近傍部の磁性粒子磁気吸着層部分はスリーブ
１２が矢示ｂ方向に回転駆動されても重力と磁気
力及び磁性ブレード２３の存在による効果に基づ
く拘束力と、スリーブ１２の移動方向への搬送力
との釣合によつてスリーブ１２表面の点１９位置
で拘束され、多少は動き得るが殆ど不動の静止層
２０ｂを形成する。

又スリーブ１２を矢示ｂ方向に回転させた時、
磁極１７の配置位置と磁性粒子２０の流動性及び
磁気特性を適宜選ぶことによつて、前記磁気ブラ
シ２０ａは磁極１７の付近で矢示ｃ方向に循環
し、循環層２０ｃを形成する。該循環層２０ｃに
おいて、スリーブ１２に比較的近い磁性粒子分は
スリーブ１２の回転によつて磁極１７近傍からス
リーブの回転下流側にある前記の静止層２０ｂの
上へ盛り上る。すなわち上部へ押し上げる力を受
ける。その押し上げられた磁性粒子分は、磁性ブ
レード２３の上部に設けた磁性粒子循環域限定部
材２７により、その循環領域の上限を決められて
いるため、磁性ブレード２３上へ乗り上がること
なく、重力によつて落下し、再び磁極１７近傍へ
戻る。この場合スリーブ表面から遠くに位置する
などして受ける押し上げ力の小さい磁性粒子分
は、磁性粒子循環域限定部材２７に到達する前に
落下する場合もある。つまり該循環層２０ｃでは
重力と磁極による磁気力と摩擦力及び磁性粒子の
流動性（粘性）によつて矢示ｃの如く磁性粒子の
磁気ブラシ２０ａの循環が行われ、磁気ブラシは
この循環の際に磁性粒子層の上にある現像剤層か
ら非磁性現像剤２４を逐次取込んで現像剤供給容
器１４内の下部に戻り、以下スリーブ１２の回転
駆動に伴ないこの循環を繰返す。磁性ブレード２
３は直接にはこの循環には関与しない。

スリーブ１２面の磁性粒子磁気吸着層内に逐次
に取込まれ混入した非磁性現像剤は磁性粒子の流
動で磁性粒子との摩擦、非磁性現像剤粒子相互の
摩擦、現像スリーブ面との摩擦等で帯電する。こ
の場合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、必要な帯電を現像スリーブ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スリーブ１２への現像剤塗布
が安定する。その帯電現像剤は非磁性であるた
め、磁極１７の磁界によつて拘束されず、スリー
ブ面がスリーブ１２を配設した容器開口下縁部１
４ａから磁性ブレード２３の先端部まで回転移動
する間に、鏡映力によつてスリーブ表面に各部均
一に薄くコーテイングされる。

そして磁性ブレード２３の先端部近傍の磁性粒
子静止層２０ｂの磁性粒子はスリーブ１２が回転
していても前述したように重力と磁気力及び磁性
ブレード２３の存在による効果に基づく拘束力
と、スリーブ１２の移動方向への搬送力との釣合
いによつて拘束されて磁気ブレード２３の先端部
とスリーブ１２との隙間部ｄを通過せず、スリー
ブ１２面に形成された上記非磁性現像剤のコーテ
イング薄層のみがスリーブ１２の回転に伴ない隙
間部ｄを通過して潜像保持体１１側に回動し該潜
像保持体面に接近対面する。２４ａは現像スリー
ブ１２面に形成された非磁性現像剤のコーテイン
グ薄層を示す。又上記非磁性現像剤の薄層を形成
した現像スリーブ１２と潜像保持体１１との接近
対面部を現像部３０と称す。

現像部３０に於て、現像スリーブ１２面側の非
磁性現像剤層２４ａは、潜像保持体１１と現像ス
リーブ１２の間にバイアス電源２５で印加した現
像バイアスの電界によつて潜像保持体１１面へ潜
像パターンに対応して選択的に移行付着し潜像の
現像２４ｂが順次に行われる（この現像方法につ
いては例えば特公昭58−32375号公報参照）。バイ
アス電源２５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。

現像部３０を通過して現像剤層が選択的に現像
に供されて消費された現像スリーブ面は引続くス
リーブの回転駆動で再び現像剤供給容器１４内へ
戻り、あらためて磁性粒子磁気吸着層と接触しそ
の層内に含有されている非磁性現像剤のコーテイ
ングを受けるサイクルが繰り返され、潜像保持体
１１面の現像が連続的に実行される。磁性粒子磁
気吸着層へは前記したように磁性粒子の循環層２
０ｃによりその外側に存在する非磁性現像剤２４
の貯溜層から逐次現像剤が取込まれて自然補給さ
れる。尚、現像スリーブの所謂ゴースト現像象を
防止するために容器１４内へ戻り回動した現像ス
リーブ面から現像に供されなかつた現像剤層を一
旦スクレーパ手段（不図示）でかき落し、その現
像剤層かき落しスリーブ面を磁性粒子磁気吸着層
に接触させて現像剤のコーテイングを行わせるよ
うにするのもよい。

非磁性現像剤２４には、流動性を高めるために
シリカ粒子や、例えば転写方式画像形成方式に於
て潜像保持体１１たる感光体表面の研磨のために
研磨剤粒子等を外添してもよい。又非磁性現像剤
２４中に少量の磁性粒子を加えたものを用いても
よい。

現像剤供給容器１４内への磁性粒子２０と非磁
性現像剤２４の供給は前述したように強いて２段
階に分けて供給するものに限らず、例えば、磁性
粒子２０のスリーブ面に対する磁気吸着層と現像
剤層２４の全量分の磁性粒子と非磁性現像剤を予
め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１４に振動を与えるか又は現像剤
保持部材１２を予備的に回転して磁性粒子と非磁
性現像剤の比重の差および磁石１３の磁界により
スリーブ面に対する磁性粒子の磁気吸着層とその
外側の非磁性現像剤層２４の２層に分離形成させ
てもよい。

このように磁性粒子と非磁性現像剤を予めほぼ
均一に混合したものを供給した場合でも、十分な
スリーブ面に対する磁性粒子磁気吸着層を形成で
きる量の磁性粒子を含んでいれば、実施可能であ
る。しかし磁性粒子磁気吸着層の長期的な安定性
維持のためには容器１４内にはじめに磁性粒子２
０を、次いで非磁性現像剤を供給して上記２層を
形成させることが好ましい。

２層構成とした場合、静止層と循環層よりなる
磁性粒子層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２４は
磁性粒子を全く含有しないか、僅かの量であるた
め、磁性粒子層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、磁性粒子層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。

磁性粒子拘束部材たる磁性ブレード２３の上部
に配設した磁性粒子循環域限定部材２７は、磁性
ブレード２３と現像剤保持部材としての現像スリ
ーブ１２との隙間部ｄからの磁性粒子の漏れを防
止し、又磁性粒子の磁性ブレード上への盛り上が
りをなくし、不要な循環による現像剤供給容器内
の有効磁性粒子量の減少を防止して磁性粒子の循
環を安定化させる作用をするもので、これにより
現像剤保持部材表面に現像剤の薄層を長期にわた
つて安定して形成することができる。

第３図・第４図例は夫々上記磁性粒子循環域限
定部材２７の変形例を示したものである。

第３図例のものは磁性粒子循環域限定部材２７
の先端側を第１図例のものより容器１４の内方へ
廂状にせり出させた形態にしたもので、この廂状
せり出しにより磁性粒子循環域が第１図例の場合
よりも狭くなる。その結果実効的に磁性粒子の量
を大きくしたことになり、トリボ付与能力が高ま
る。又、磁性粒子循環層２０ｃの循環の最も動き
の早い磁極１７近傍の磁性粒子分部分に上部の現
像剤の圧力（重力）が直接加わるようになり、常
に安定した磁性粒子循環状態を得ることが可能で
ある。

第４図例のものは磁性粒子循環域限定部材２７
を磁性粒子拘束部材たる磁性ブレード２３の上方
に空隙２８を存して配設したものである。この場
合、磁性粒子静止層２０ｂは前述したように現像
剤保持部材１２が回転域は回動駆動されてもほと
んど動かないため、磁性粒子循環層２０ｃの磁性
粒子が上記空隙２８に入り込んで有効磁性粒子量
が減少してしまうことはない。逆に磁性ブレード
２３と部材２７が接していないため現像スリーブ
１２と磁性ブレード２３との隙間間隔ｄが設定し
やすく、組立が容易となる。又本例では、現像剤
供給器１４と部材２７を一体化することも可能と
なり、強度的に有利であり又コストも安くなる。

現像実行例 第１図例装置に於て、現像剤保持部材１２とし
てφ20アルミスリーブの表面をアランダム砥粒に
より不定型サンドプラスト施したものを用いた。
尚ブラストはガラスビーズによる定型ブラスト或
いはエツチング、エクストルード加工、サンドペ
ーパ、陽極酸化等により表面を粗しても良い。

磁界発生手段１３として２極着磁でＮ極、Ｓ極
が第１図で示されるような永久磁石を、Ｎ極の位
置を前述のπ（第２図）＝90゜にして用いた。磁石
１３は表面磁束密度の最大値が約500ガウスであ
る。尚、使用する現像剤特に流動性の若干悪い現
像剤では、この強さを更に強くすることが好まし
い。目視による観察では、表面磁束密度が約800
ガウスのマグネツトでは第１図ｃ方向の磁性粒子
循環が約２倍となつた。

磁性ブレード２３は1.2mm厚の鉄板に化学ニツ
ケルメツキをしたものである。鉄板の材質として
工業的に常用されるSPC鋼板、ケイ素鋼板、パー
マロイ等が望ましい。またこれら磁性体を接線方
向の磁界を強めるように着磁しても良い。第２図
でθ＝35゜、δ＝85゜、ｄ＝250μとした。δ＝90゜す
なわちスリーブの接線方向でも良いが、機械的精
度が悪いと磁性ブレード２３がスリーブ１２に対
し腹当りする場合があり、δ＞90゜では更にこの
傾向が顕著であり、この場合は磁性粒子を拘束す
る上で好ましくない。

更にシール部材２１としてポリエチレンテレフ
タレートシート（厚さ0.2mm）を第１図のように
取りつけた。またシール部材２１の代りに、磁極
１８との間の磁界により磁性粒子の漏れを防止す
るため磁性体からなる磁性シールを用いても良
い。

磁性粒子２０として粒径100〜80μ（150／200メ
ツシユ）の鉄製粒子（最大磁化190emu／ｇ）を
用い、非磁性現像剤２４として、スチレン／ブタ
ンジエン共重合体系樹脂100部に同フタロシアニ
ン系顔料５部から成る平均粒径10μのトナー粉体
にコロイダルシリカ0.6％を外添したブルートナ
ーを用いた。

而して現像スリーブ１２を矢示ｂ方向に回転駆
動させたところ、スリーブ１２上にコーテイング
厚約50〜100μｍ、ブローオフ法で測定したスリ
ーブ上のトナーのトリボ電荷量が＋10μc／ｇの
良好な非磁性現像剤のコーテイング薄層２４ａが
得られた。

又この現像装置をキヤノン(株)製PC−10型複写
機に組み込み、バイアス電源２５として周波数
1600Hz、ピーク対ピーク値1300Vの交流電圧に−
300Vの直流電圧を重畳させたものを用い、スリ
ーブ１２とOPC感光体１１の間隔を250μｍに設
定し現像を行つたところ、鮮明度・解像度の良好
な鮮やかなブルー色の画像を得た。

なお、本例では非磁性現像剤２４を用いたが、
磁性粒子２０に比べ著しく弱い磁性であり、トリ
ボ帯電可能であれば磁性現像剤も用いることがで
きる。また磁性粒子の磁気特性によつては、磁性
粒子静止層２０ｂがブレード２３位置まで到達せ
ず静止層２０ｂとブレード２３との間に磁性粒子
の存在しない部分ができ、このためブレード２３
とスリーブ１２間よりトナーが漏出することもあ
る。このため磁性粒子として十分に長いブラシを
形成するものが望ましい。

本発明によれば、容器内での磁性粒子の循環運
動を安定させることができるので、非磁性トナー
に十分な摩擦帯電を安定して付与でき、また非磁
性トナーの搬出量を規制する規制部材に対する磁
性粒子の過度の圧力、妨害を防止できるので、現
像流域に搬送する非磁性トナーの量を長期にわた
つて安定化でき、従つて静電潜像を鮮明に、解像
性よく安定して現像できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の一実施例の要部の横
断側面図、第２図は現像スリーブに対する磁性ブ
レードの配設姿勢・角度関係説明図、第３図・第
４図は夫々変形例の要部の横断側面図。 １１は潜像保持体、１２は現像剤保持部材、１
３は磁界発生手段（磁石）、１４は現像剤供給容
器、２３は磁性粒子拘束部材、２７は磁性粒子循
環域限定部材、２０は磁性粒子、２０ｂ，２０ｃ
はその磁性粒子の静止層と循環層、２４は非磁性
現像剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開口を有し、非磁性トナーと磁性粒子とを収
   容する現像剤供給容器と、 該開口に設けられ、前記容器の内部と外部とを
   無端移動可能であつて、前記容器内で上昇移動す
   る現像剤保持部材と、 前記現像剤保持部材の外側に前記現像剤保持部
   材と空〓を有して設けられており、上記容器から
   の非磁性トナーの搬出量を規制する規制部材と、 前記現像剤保持部材の内側で、前記規制部材に
   対向する位置よりも現像剤保持部材の移動方向上
   流側、かつ現像剤保持部材の上昇移動部に位置す
   る磁極を有する固定磁界発生手段と、 前記容器内に位置しており、前記規制部材より
   も現像剤保持部材の移動方向上流で、かつ現像剤
   保持部材の上昇移動域にてこの現像剤保持部材に
   対向する面であつて、現像剤保持部材との間の間
   〓が現像剤保持部材移動方向に関し前記規制部材
   に向かつて減少して行き、前記磁極の磁力と現像
   剤保持部材の上昇移動により上昇移動して来た磁
   性粒子を、次いで降下移動して前記容器内で循環
   運動するように反転させる面を有する磁性粒子循
   環域限定部材と、を有してなることを特徴とする
   現像装置。 ２ 前記現像剤保持部材には交流成分を有するバ
   イアス電圧が印加される特許請求の範囲第１項記
   載の現像装置。