JPH08211743A

JPH08211743A - 現像方法

Info

Publication number: JPH08211743A
Application number: JP7017276A
Authority: JP
Inventors: Keitaro Yamashita; 恵太郎山下
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Hitachi Metals Kiko Co Ltd
Current assignee: Neomax Kiko Co Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】濃度ムラのない高品質の画像が得られる現像
方法を提供する。【構成】静電荷像を担持して移動する像担持体に対向
して、表面に円周方向に沿って異極性の磁極が等間隔で
かつ５mm以下のピッチで配列された円筒状永久磁石を有
する現像ロールを複数本回転可能に配置し、前記各現像
ロール上に磁性現像剤を供給し、前記像担持体と前記現
像ロールの内１つの現像ロールとの最近接位置において
は磁極上と対向し、同じ現像位置の前記像担持体と他の
現像ロールとの最近接位置においては磁極間が対向する
ように各現像ロールを回転駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体の表面に形成
された静電荷像を、多極磁石ロールに保持された磁性現
像剤を用いて顕像化する現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真や静電記録を利用した画像形成
方法においては、光導電体又は誘導体等の像担持体の表
面に形成された静電荷像を現像ロール上に保持された磁
性現像剤で磁気ブラシ法により現像し、得られたトナー
像を直接定着するか、もしくはトナー像を普通紙などの
転写部材上に転写後定着することにより最終画像を得て
いる。

【０００３】上記現像ロールは、非磁性材料で形成され
た現像剤支持部材（スリーブ）と、その内部に配設され
た表面に複数個の磁極を有する永久磁石部材とを有し、
スリーブが像担持体の表面との間に現像領域を形成する
ように像担持体表面と一定の間隔をおいて対向配置され
ている。スリーブと永久磁石との相対的回転により、ス
リーブ上に保持された磁性現像剤を現像領域に搬送する
ことにより、磁性現像剤中に含まれるトナーが静電荷像
に付着してトナー像が得られる。

【０００４】一方、複写機やプリンターに代表される電
子写真装置においては、装置の低価格化及び小型化が強
く望まれ、この要求に応えるために現像ロールの構造も
変化している。すなわち現像ロールを構成するスリーブ
を省略し、永久磁石部材の表面に直接磁性現像剤を吸着
し、永久磁石部材の回転によって磁性現像剤を現像領域
に搬送することが提案されている（例えば特開昭62−20
1463号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したスリーブを省
略した形態の現像ロールを使用して磁気ブラシ現像を行
う場合は、永久磁石部材の表面に形成された現像剤層の
厚さが磁極上と磁極間とで異なると共に現像性に差があ
るので、永久磁石部材の回転により現像剤層の山の部分
と谷の部分とが交互に像担持体表面に接触し、像担持体
の移動方向に沿って画像濃度の濃淡が生じ、特に中間調
の再現性が低下するという問題がある。上記のような濃
度ムラを解消するために、永久磁石部材を高速で回転す
ることが考えられるが、駆動トルクの増大と現像剤の飛
散を招来し、又騒音が発生するので、実用上問題があ
る。

【０００６】したがって本発明の目的は、上記従来技術
の問題点を解消し、濃度ムラのない高品質の画像が得ら
れる現像方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、静電荷像を担持して移動する像
担持体に対向して、表面に円周方向に沿って異極性の磁
極が等間隔でかつ５mm以下のピッチで配列された円筒状
永久磁石を有する現像ロールを複数本配置し、前記各現
像ロール上に磁性現像剤を供給し、前記像担持体と前記
現像ロールの内１つの現像ロールとの最近接位置におい
ては前記像担持体は磁極上と対向し、同じ現像位置の前
記像担持体と他の現像ロールとの最近接位置においては
像担持体は磁極間が対向するように各現像ロールを回転
駆動させるという、技術的手段を採用した。

【０００８】本発明においては、前記各現像ロールと前
記像担持体との最近接位置の間の距離ｌを下記の如く設
定することが望ましい。ｌ＝Ｐ（ｆ＋１／Ｃ）式中Ｃ：現像ロールの本数（２以上の整数）ｆ：１以上の整数Ｐ：磁極対面ピッチ（mm）ここで、Ｐ＝πＤ・Ｖｐ／Ｍ・ＶｍＤ：現像ロールの外径（mm）Ｖｐ：像担持体の周速（mm／sec）Ｍ：磁極数Ｖｍ：現像ロールの周速（mm／sec）

【０００９】

【作用】上記の構成により、像担持体が一つの現像ロー
ルの磁極上と対面し次いでそこで現像された静電荷像は
他の現像ロールとの最近接位置では磁極間と対面するの
で、濃度ムラを実用上問題のないレベルにまで低減でき
る。

【００１０】

【実施例】本発明を図面により具体的に説明する。図１
は本発明を実施するための現像装置の一例を示す断面図
である。図１おいて、現像ロール１が矢印Ｘ方向に移動
する感光体ドラム１０に対向して配置され、感光体ドラ
ム１の移動方向に沿って現像ロール１の下流側に現像ロ
ール２が配置されている。現像剤容器４には、トナーを
含む磁性現像剤５が収容されていると共に、上記現像ロ
ール１，２上に保持された磁性現像剤５の厚さを規制す
るドクター部材６、７が装着されている。

【００１１】現像ロール１は、表面に軸方向に伸長する
複数個の磁極を有する円筒磁石１１を軸１２に固定して
形成される。上記磁極は円筒磁石１１の円周方向に沿っ
て等間隔にＮ極とＳ極が交互に現出するように配列され
ている。現像ロール２も、表面に軸方向に伸長する複数
個の磁極を有する円筒磁石２１と軸２２とを有し、この
円筒磁石２１は円筒磁石１１と同一の外径及び磁極数を
有する。

【００１２】上記現像ロール１と現像ロール２は、両端
部において図２に示すように軸受１３、２３を介して側
板４１に支持されている。但し、図２は現像ロールの一
方の端部のみ示す。軸１３の一端には歯車１４が固定さ
れ、軸２３の一端には歯車１４と噛み合う歯車２４が固
定され、軸１２（軸２２でもよい）は駆動手段（図示せ
ず）に連結されている。

【００１３】上記の構成により、現像ロール１を矢印Ａ
方向に回転すると、現像ロール上に吸着された磁性現像
剤５はドクター部材６によってその厚さを規制されて、
現像ロール１と感光体ドラム１０との間に形成された現
像領域（Ｚ₁及びその近傍）に搬送され、感光体ドラム
１０上に形成された静電荷像（図示せず）は磁性現像剤
（磁気ブラシ）で摺擦される。感光体ドラム１０が現像
ロール２と対向する位置（現像領域：Ｚ₂及びその近
傍）に至ると、上記静電荷像は矢印Ｂ方向に回転する現
像ロール２により形成された磁気ブラシで摺擦して、現
像が行われる。

【００１４】上記の現像装置においては、感光体ドラム
１０のａ点が現像ロール１と最も近接する位置（Ｚ₁）
においては現像ロール１の磁極上（磁極間）と対面した
場合には、感光体１０のａ点が現像ロール２と最も近接
する位置（Ｚ₂）に至ると現像ロール２の磁極間（磁極
上）が対面するように組合されている。この構成を模式
的に示すと図３のように表される。図３においてＳ₁及
びＳ₂はそれぞれ現像ロール１及び現像ロール２の磁束
波形（正弦波状）を示す。すなわちＺ₁とＺ₂との距離を
ｌ（mm）、磁極数をＭ、現像ロールの外径をＤ（mm）、
周速をＶｍ（mm／sec）、感光体ドラムの周速をＶｐ（m
m／sec）、感光体ドラムの表面が単位時間内に磁極と対
面するピッチをＰ（mm）とすると、ｌは次のように表わ
される。

【００１５】ｌ＝Ｐ（ｆ＋１／Ｃ）式中Ｃ：現像ロールの本数（≧２）ｆ：１以上の整数ここで、Ｐ＝πＤ・Ｖｐ／Ｍ・Ｖｍ

【００１６】図４に本発明を実施するための現像装置の
他の例を示す。図４において図１と同一部分は同一の参
照符号で表わす。図４の現像装置は、３本の現像ロール
を有し、それぞれ図示矢印方向に回転駆動される。現像
ロール３は、他の現像ロールと同様に円筒磁石３１と軸
３２とを有すると共に、他の現像ロールと同一の外径、
磁極数を有する。各現像ロールは、前記実施例と同様
に、感光体ドラム１０のａ点が現像ロール１と最も近接
する位置（Ｚ₁）においてはこの現像ロールの磁極上と
対面し、ａ点が現像ロール２と最も近接する位置
（Ｚ₂）に至るとこのロールの磁極間と対面し、ａ点が
現像ロール３と最も近接する位置（Ｚ₃）に至るとこの
ロールの磁極間（但し前記磁極間と異なった位置）と対
面するように組合わされている。なお図４において、８
はスクレーパ、９はガイド部材を示す。この構成は模式
的に図５に示される。図５において、Ｓ₁、Ｓ₂及びＳ₃
はそれぞれ現像ロール１、現像ロール２及び現像ロール
３の磁束波形（正弦波状）を示す。

【００１７】本発明において使用される現像ロール及び
現像剤の具体的構成は次の通りである。現像ロールを構
成する円筒磁石の材質は制限されないが、剛性の大なる
フェライト磁石（等方性でよい）で形成することが望ま
しい。但しフェライト磁石を使用する場合は、現像領域
にバイアス電圧（地カブリ防止又は反転現像のために）
を印加できるようにするため、表面に導電層（例えば金
属の薄層）を形成するか又はドクター部材を導電体（例
えばＡｌ合金、ＢＳ等）で形成することが好ましい。各
現像ロールの外径及び磁極数は異なっていてもよいが、
磁極間ピッチをそろえることが前記要件を満たしやす
い。円筒磁石の表面磁束密度は低すぎると現像剤が飛散
し易くなり、一方表面磁束密度が高すぎるとトナーが静
電荷像に付着しにくくなるので、１５０Ｇ〜１０００Ｇ
の範囲が望ましい。磁極数は、濃度ムラを少なくするた
めには多い方が好ましいが、多すぎると表面磁束密度が
低下するので、磁石外径が１０〜２５mmの範囲であれ
ば、１２〜４８極の範囲が望ましい。本発明において磁
極間ピッチは現像ロールの回転数の大幅な増大を伴わず
に濃度ムラを少なくするために５mm以下とすることが望
ましい（より好ましくは４mm以下）。但し、磁極間ピッ
チが、小さすぎると表面磁束密度が低下するので、１．
３mm以上であることが好ましい（より好ましくは１．７
mm以上、さらに好ましくは１．９mm以上）。現像ロール
の回転速度は、濃度ムラを防止するためにはある程度早
くする必要があるが、早すぎると駆動トルクが大とな
り、又現像剤が飛散し易くなるので、感光体ドラムの周
速の１〜５倍に設定することが望ましいが、本発明の如
く、複数本の現像ロールの使用により単一の現像ロール
を使用する時の５０％以上の低減が可能である。現像ロ
ールと感光体ドラムとのギャップ（現像ギャップ）ｇ₁
は０．１〜０．６mmの範囲で設定し、かつドクターギャ
ップｇ₂との差（ｇ₁−ｇ₂）が０．１〜０．３mmの範囲
になることが望ましい。磁性現像剤としては、一成分系
の磁性トナーあるいは、磁性トナー又は非磁性トナーと
磁性キャリアを含む二成分系現像剤を用い得る。トナー
は、普通紙への転写を容易にするために絶縁性を有する
ものが好ましい。具体的には、ＤＣ４ＫＶ／ｃｍの電界
中での体積固有抵抗が１０¹³Ω・ｃｍ以上であることが
好ましい。またトナーは現像性の点から、ドクターブレ
ードなどとの接触により摩擦帯電し易い（ブローオフ法
による摩擦帯電量が絶対値で５μｃ／ｇ以上であればよ
い）ことが好ましい。上記トナーは、通常のトナーと同
様に平均粒径が５〜１５μで、少なくとも結着樹脂（ス
チレン−アクリル系共重合体、ポリエステル樹脂など）
及び着色剤（カーボンブラックに代表される顔料、又は
染料）を必須成分として含有し、任意成分として磁性粉
（マグネタイト、ソフトフェライト等）、荷電制御剤
（ニグロシン系染料、含金属アゾ系染料等）、流動化剤
（疎水性シリカ等）を含み、公知の手法（例えば粉砕
法、スプレードライ法）により作成すればよい。二成分
現像剤の場合は、平均粒径が１０〜１００μｍの鉄粉、
フェライト粉末又はマグネタイト粉末等のキャリアとト
ナー濃度が５〜９０重量％になるように（但し、磁性ト
ナーでは１０〜９０重量％、非磁性トナーで５〜６０重
量％）混合すればよい。

【００１８】

【実験例】図１において、現像ロール１及び２として外
径２０mm、１６極、表面磁束密度が５００Ｇのフェライ
ト磁石（日立金属製ＹＢＭ−３）を有するものを用い、
次の条件で現像を行ない、トナー像を普通紙にコロナ転
写し、熱ロール定着を行った。感光体ドラム：ＯＰＣドラム（外径３０mm）、Ｖｐ＝１
００mm／sec 表面電位−６００Ｖ現像バイアス：−４５０Ｖ（ドクターブレードに印
加）ギャップ：ｇ₁＝０．４mm、ｇ₂＝０．３mm 現像ロール：Ｖｍ＝２００mm／sec キャリア：シリコーン樹脂被覆鉄粉キャリア平均粒径５０μｍ、体積固有抵抗１０⁸Ω・ｃｍ（DC200
V／cmでの測定値）磁性トナー：平均粒径１０μｍ、スチレン−アクリル系
樹脂と、マグネタイト（戸田工業社製ＥＰＴ５００）
５０重量％を含有、体積固有抵抗５×１０¹⁴Ω・ｃｍ摩擦帯電量−２２μｃ／ｇ（トナー濃度４０重量％）得られた画像は、画像濃度が１．３８で、地カブリがな
く、チリや細線ムラもなく、しかも濃度ムラが０．１以
下の良好なものであった。次に比較のために、図１にお
いて現像ロール１のみで現像を行った場合は、画像濃
度、地カブリ、チリ及び細線ムラの点では問題ないが、
濃度ムラが０．５の画像となった。

【００１９】

【発明の効果】以上に記述の如く、本発明によれば、複
数の現像ロールを特定の位置関係になるように組合わせ
て現像を行うので、磁極ピッチに基因する画像濃度のム
ラを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための現像装置の一例を示す
断面図である。

【図２】図１の要部を示す縦断面図である。

【図３】本発明の原理を示す図１に基づく模式図であ
る。

【図４】本発明を実施するための現像装置の他の例を示
す断面図である。

【図５】本発明の原理を示す図３に基づく模式図であ
る。

【符号の説明】

１現像ロール、２現像ロール、３現像ロー
ル、４現像剤容器、５磁性現像剤、１０感光
体ドラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電荷像を担持して移動する像担持体に
対向して、表面に円周方向に沿って異極性の磁極が等間
隔でかつ５mm以下のピッチで配列された円筒状永久磁石
を有する現像ロールを複数本回転可能に配置し、前記各
現像ロール上に磁性現像剤を供給し、前記像担持体と前
記現像ロールの内１つの現像ロールとの最近接位置にお
いては磁極上と対向し、同じ現像位置の前記像担持体と
他の現像ロールとの最近接位置においては磁極間が対向
するように各現像ロールを回転駆動させることを特徴と
する現像方法。
【請求項２】前記各現像ロールが前記像担持体と最も
近接する位置の間の距離ｌ（mm）を下記の如くしたこと
を特徴とする請求項１記載の現像方法。ｌ＝Ｐ（ｆ＋１／Ｃ）式中Ｃ：現像ロールの本数（２以上の整数）ｆ：１以上の整数Ｐ：磁極対面ピッチ（mm）ここで、Ｐ＝πＤ・Ｖｐ／Ｍ・ＶｍＤ：現像ロールの外径（mm）Ｖｐ：像担持体の周速（mm／sec）Ｍ：磁極数Ｖｍ：現像ロールの周速（mm／sec）