JPH06161252A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化かつ低コストの製作ができ、高品質の
画像が得られる現像装置を提供する。 【構成】 磁性現像剤を現像ロールの表面に磁気的に吸
着搬送して画像担体表面の静電荷像を現像する現像装置
において、現像ロールを永久磁石材料により円筒状に形
成すると共に、表面に軸方向に延びる複数個の磁極を円
周方向に異極が交互に現れるように等間隔に設け、多孔
質弾性材料により円筒状に形成した剥離ロールを前記現
像剤槽内に前記現像ロールと接触させかつ同一方向回転
可能に設ける。また強磁性材料により円筒状に形成した
剥離ロールを前記現像剤槽内に前記現像ロールと近接さ
せかつ逆方向に回転可能に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真や静電記録等に
おいて、画像担体の表面に形成された静電荷像を可視像
化する現像装置に関するものであり、特に磁性キャリア
と磁性トナーとを混合してなる磁性現像剤を使用する現
像装置において、低コストで製造し得る構成の現像装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法は、画像担体の表面に形成さ
れた静電荷像を、例えば磁気ブラシ法によって摺擦して
現像し、得られたトナー像を直接定着するか、若しくは
このトナー像を転写部材上に転写した後定着して、最終
画像を得るように構成された画像形成プロセスである。

【０００３】上記の磁気ブラシ現像法において使用され
る現像剤としては、鉄粉、フエライト粉末等の磁性キャ
リアと、樹脂中に着色剤等を分散させた非磁性トナーと
の混合粉体である二成分現像剤が多用されている。この
ような二成分現像剤を使用する磁気ブラシ現像法におい
ては、キャリアとトナーとを、通常は３〜５重量％のト
ナー濃度となるように混合し、キャリアとの摩擦帯電に
よってトナーを所定の極性に帯電させ、トナーのみを画
像担体の表面に形成された静電荷像に付着させるのであ
る。

【０００４】上記の現像法においては、トナーが明確な
静電荷を持っているため、忠実な画像が得られ易いが、
安定した現像を行なうためには、トナー濃度を厳密に制
御すること、およびキャリアとトナーとの混合手段を現
像装置に設けることが必要となる。

【０００５】これに対して、キャリアを使用せずに樹脂
と磁性粉を主成分とする磁性トナーからなる一成分現像
剤を使用する手段が提案されており、近年においては転
写性の点から、絶縁性の磁性トナーを使用し、これを帯
電させて現像する手段が主流を占めている。しかしなが
ら例えば特開昭５３−３１１３６号公報に開示されてい
るような非荷電型の磁性トナーでは、トナーが帯電しに
くいので、画像担体の表面電位を通常のものより高電位
に設定する必要があり、この結果画像担体の寿命が短く
なるという問題点がある。

【０００６】そこでトナーの帯電を助長させるために、
荷電制御剤を添加した荷電型磁性トナーが提案されてい
る。この荷電型磁性トナーは、現像手段を構成するスリ
ーブやドクターブレードとの接触およびトナー相互の接
触により、前記二成分現像剤を構成するトナーと同程度
に帯電するため、通常の画像担体におけるレベルの表面
電位で現像できる。しかしながら上記のような荷電型磁
性トナーを使用すると、スリーブ上においてトナーが帯
電凝集し易くなり、塊状化したトナーがドクターブレー
ドに堆積し、スリーブ上のトナーが不足することに起因
する白筋等の現像不良が発生することがある。

【０００７】上記のような問題点を解決するために、例
えば特公平２−３１３８３号および同４−３１５８３号
公報に開示されているような磁性キャリアと荷電型磁性
トナーとを混合した現像剤が提案され、実用化されてい
る。このような現像剤を使用して磁気ブラシ法により静
電荷像を現像する場合には、中間調の画像の再現性の点
からフエライトやマグネタイト等の酸化鉄を主体とする
キャリアが使用される。また現像剤中のトナー濃度が高
くなるとトナーが飛散し易くなり、一方キャリア量が多
くなると画像担体の表面にキャリア付着を生じ易くなる
ので、トナー濃度は１０〜９０％の範囲が好ましいこと
が確認されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような磁性キャ
リアと磁性トナーとを混合してなる現像剤を使用する
と、前記二成分現像剤および一成分現像剤の長所を併有
するという効果があり、近年において特に注目されてい
る。一方このような現像剤を使用する現像装置におい
て、現像剤を画像担体の表面に搬送し、かつ磁気ブラシ
の形成により静電荷像を現像するのに使用される現像ロ
ールとしては、例えば非磁性材料により中空円筒状に形
成したスリーブ内に、磁界発生部材を内蔵させ、両者を
相対回転可能に構成したものが一般に使用されている。

【０００９】図３は従来の現像装置の例を示す要部断面
説明図である。図３において、１は現像剤槽であり、磁
性キャリアと磁性トナーとを混合してなる現像剤２を収
容すると共に、現像剤槽１の下端部に、画像担体３と対
向させて現像ロール４を回転可能に設ける。現像ロール
４は非磁性材料により中空円筒状に形成したスリーブ５
内に、永久磁石材料により円筒状に形成し表面に軸方向
に延びる複数個の磁極を円周方向に異極が交互に現れる
ように等間隔に設けた磁界発生部材６を内蔵させて構成
し、かつスリーブ５と磁界発生部材６とを相対回転可能
に構成する。７はドクター部材、８はバイアス電圧源で
ある。

【００１０】上記構成の現像ロール４は、スリーブ５上
の表面磁束密度を均一にするために、磁界発生部材６と
同軸性を保持することと、画像担体３との間の現像ギャ
ップを定寸法に保持するために、スリーブ５の表面の振
れを極力小に形成する必要がある。このためスリーブ５
の加工には高精度を要し、また磁界発生部材６と相対回
転可能とするために軸受を介装させる必要がある。従っ
て現像ロール４の加工組立に要する費用が高くなるとい
う問題点がある。

【００１１】一方スリーブ５を省略して磁界発生部材６
の表面に現像剤２を直接吸着して画像担体３に搬送する
ように構成した現像装置が提案されている（例えば特公
昭５４−３９１３９号、特開昭６０−１１３２７１号公
報参照）。このような構成とすることにより、現像装置
を小型化することができると共に、現像ロールの製作コ
ストを低減することができる。

【００１２】しかしながら、図３におけるスリーブ５を
省略した磁界発生部材６の表面に吸着された現像剤２
は、スリーブ５上に吸着された場合と異なり、磁界発生
部材６の表面を転動することがない。従って画像担体３
の表面の静電荷像を摺擦して磁性トナーを消費した後、
現像剤槽１内に移動した場合においても、新規の磁性ト
ナーの補充が円滑に行なわれず、また静電荷を有する磁
性トナーが残留し、現像ムラや、画質の低下を招来する
という問題点がある。

【００１３】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、小型化かつ低コストの製作ができると共に、高
品質の画像を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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず第１の発明においては、静電荷像を表面に担
持して移動する画像担体と対向させて、磁性現像剤を収
容する現像剤槽に現像ロールを回転可能に設け、この現
像ロールにより前記磁性現像剤を前記画像担体に接近若
しくは接触させることによって静電荷像を可視像化する
ように構成した現像装置において、現像ロールを永久磁
石材料により円筒状に形成すると共に、表面に軸方向に
延びる複数個の磁極を円周方向に異極が交互に現れるよ
うに等間隔に設け、多孔質弾性材料により円筒状に形成
した剥離ロールを前記現像剤槽内に前記現像ロールと接
触させかつ同一方向回転可能に設ける、という技術的手
段を採用した。

【００１５】次に第２の発明においては、静電荷像を表
面に担持して移動する画像担体と対向させて、磁性現像
剤を収容する現像剤槽に現像ロールを回転可能に設け、
この現像ロールにより前記磁性現像剤を前記画像担体に
接近若しくは接触させることによって静電荷像を可視像
化するように構成した現像装置において、現像ロールを
永久磁石材料により円筒状に形成すると共に、表面に軸
方向に延びる複数個の磁極を円周方向に異極が交互に現
れるように等間隔に設け、強磁性材料により円筒状に形
成した剥離ロールを前記現像剤槽内に前記現像ロールと
近接させかつ逆方向に回転可能に設ける、という技術的
手段を採用した。

【００１６】上記の発明において、現像ロールの構成材
料としては、フエライト磁石を初めとする焼結磁石およ
び強磁性粉末材料と導電性物質を樹脂材料中に分散させ
た樹脂磁石を使用することができる。なお焼結磁石によ
って現像ロールを構成した場合には、地カブリ防止また
は反転現像のためのバイアス電圧印加を可能とするため
に、表面に導電性材料からなる薄層若しくは薄膜を、メ
ッキ、蒸着その他の手段によって形成することが好まし
い。

【００１７】但し、表面が絶縁性であっても、磁性現像
剤と当接若しくは接触する導電部材、例えばドクターブ
レードにバイアス電圧を印加することによって代用する
こともできる。なおドクターブレードにバイアス電圧を
印加する場合には、上記樹脂磁石は絶縁性であってもよ
い。また現像ロールの表面に設けるべき磁極は、現像ム
ラを防止するために、現像ロールの外径が例えば２０mm
である場合に１６極以上とするのが好ましく、より好ま
しくは３２極以上とするのがよい。

【００１８】

【作用】上記の構成により、現像ロールの表面に吸着さ
れた磁性現像剤は画像担体表面に搬送され、磁性現像剤
を画像担体の表面に形成された静電荷像に付着させて現
像を行なうことができる。現像終了後においては、現像
剤槽内に設けられた剥離ロールによって現像ロールの表
面の磁性現像剤を剥離させ、現像剤槽内の新たな磁性現
像剤を再び現像ロールの表面に吸着させ、次の現像に供
されるのである。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す要部断面説明図
であり、同一部分は前記図３と同一の参照符号で示す。
図１において現像ロール４は、フエライト磁石によって
円筒状に形成し、表面に軸方向に延びる例えば１８個の
磁極を円周方向に異極が交互に現れるように設け、画像
担体３と現像ギャップを介して対向させ、反時計方向に
回転可能に設ける。９は剥離ロールであり、例えばスポ
ンジ等の多孔質弾性材料により円筒状に形成し、現像剤
槽１内に現像ロール４と接触し、かつ反時計方向に回転
可能に設ける。

【００２０】上記の構成により、磁性キャリアと磁性ト
ナーとを混合してなる磁性現像剤２は現像ロール４の表
面に吸着されて搬送され、画像担体３の表面に接触する
ことによって、画像担体３の表面に形成された静電荷像
を可視像化することができる。現像終了後磁性現像剤２
は現像ロール４の表面に吸着されて現像剤槽１内に返戻
されるが、現像ロール４と接触して回転する剥離ロール
９によって現像ロール４の表面から剥離除去される。そ
して剥離ロール９の上方において新たな磁性現像剤２が
現像ロール４に吸着搬送されるのである。剥離された磁
性現像剤２は現像剤槽１内において混合され、トナー濃
度が所定の値を保持するように回復される。この場合剥
離ロール９の回転により前記混合作用が促進される。

【００２１】図２は本発明の他の実施例を示す要部断面
説明図であり、同一部分は前記図１と同一の参照符号で
示す。図２において１０は剥離ロールであり、例えば軟
鉄のような軟磁性材料により円筒状に形成し、現像剤槽
１内に現像ロール４と近接させて設け、かつ時計方向に
回転可能に形成する。

【００２２】上記の構成により、現像終了後の磁性現像
剤２は現像ロール４に吸着されて現像剤槽１内に返戻さ
れるが、剥離ロール１０の位置において、現像ロール４
による磁気誘導によって剥離ロール１０に生成された逆
極性の磁極の作用により、現像ロール４の表面から剥離
される。すなわち、現像ロール４と対向して設けた剥離
ロール１０上には、現像ロール４とは異極の誘導磁極を
生じ、両磁極間には磁性現像剤２がブラシ状に吸着し、
現像ロール４と剥離ロール１０の回転によって下流側へ
移動する。

【００２３】そしてこの移動に伴って現像ロール４と剥
離ロール１０の磁極間距離が拡大するので、上記ブラシ
状の磁性現像剤は途中から分断されて、図２に示すよう
に剥離ロール１０に転移した磁性現像剤２と、現像ロー
ル４と共に移動する磁性現像剤２の二つの流れを生じ、
急速に混合される。なお剥離ロール１０を前記図１に示
すように現像ロール４と同一方向に回転させた場合に
は、このような作用は生じない。また剥離ロール１０の
上方において新たな磁性現像剤２が現像ロール４に吸着
されて搬送される態様は、前記実施例におけるものと同
様である。

【００２４】上記の実施例においては、磁性キャリアと
磁性トナーとを混合してなる磁性現像剤の例について説
明したが、一成分磁性トナーの場合および非磁性トナー
と磁性キャリアを使用する二成分磁性現像剤の場合にも
適用可能であることは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、現像ロールをスリーブを使用することな
く構成したことにより、低コストで製作し得ると共に小
型化が可能である。また現像後の磁性現像剤を剥離ロー
ルによって現像ロール表面から剥離除去し、新たな磁性
現像剤を供給できるため、高品質の画像を安定して形成
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部断面説明図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す要部断面説明図であ
る。

【図３】従来の現像装置の例を示す要部断面説明図であ
る。

【符号の説明】

４ 現像ロール ９，１０ 剥離ロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電荷像を表面に担持して移動する画像
   担体と対向させて、磁性現像剤を収容する現像剤槽に現
   像ロールを回転可能に設け、この現像ロールにより前記
   磁性現像剤を前記画像担体に接近若しくは接触させるこ
   とによって静電荷像を可視像化するように構成した現像
   装置において、 現像ロールを永久磁石材料により円筒状に形成すると共
   に、表面に軸方向に延びる複数個の磁極を円周方向に異
   極が交互に現れるように等間隔に設け、多孔質弾性材料
   により円筒状に形成した剥離ロールを前記現像剤槽内に
   前記現像ロールと接触させかつ同一方向回転可能に設け
   たことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 静電荷像を表面に担持して移動する画像
   担体と対向させて、磁性現像剤を収容する現像剤槽に現
   像ロールを回転可能に設け、この現像ロールにより前記
   磁性現像剤を前記画像担体に接近若しくは接触させるこ
   とによって静電荷像を可視像化するように構成した現像
   装置において、 現像ロールを永久磁石材料により円筒状に形成すると共
   に、表面に軸方向に延びる複数個の磁極を円周方向に異
   極が交互に現れるように等間隔に設け、強磁性材料によ
   り円筒状に形成した剥離ロールを前記現像剤槽内に前記
   現像ロールと近接させかつ逆方向に回転可能に設けたこ
   とを特徴とする現像装置。