JPH0968867A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体へのキャリア付着を生じさせることな
く、画質のすぐれたトナー像を形成することができ、現
像剤の耐久性が優れる非接触現像の現像装置の提供。 【構成】 回転する非磁性スリーブが内部の周囲に複数
の磁極を配設した磁石体の磁力により表面に二成分系現
像剤を吸着して搬送し、その搬送する現像剤層からトナ
ーを飛翔させて前記スリーブに非接触で対向し回転する
感光体面に形成された静電潜像に付着させる静電潜像現
像装置において、前記二成分系現像剤のキャリアに飽和
磁化量の差が１０ｅｍｕ／ｇ以上である少なくとも２種
類のキャリアを混合したキャリアを用いることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体上で複数のトナ
ー像を重ね合わせるカラー画像形成装置に好適に用いら
れる静電潜像現像装置（以下単に現像装置とも言う）に
関し、詳しくは、回転する非磁性スリーブが内部の周囲
に複数の磁極を配設した磁石体の磁力により表面に二成
分系現像剤（以下単に現像剤とも言う）を吸着して搬送
し、その搬送する現像剤層からトナーを飛翔させて前記
スリーブに非接触で対向し回転する感光体面に形成され
た静電潜像に付着させる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述のような非接触現像を行う現
像装置も、回転する非磁性スリーブと内部の磁石体から
成る現像ローラで現像剤を付着させて搬送する点やトナ
ーと共にキャリアが感光体面に移行するのを防止しなく
てはならない点は接触現像を行う磁気ブラシ現像装置と
同じであるから、現像ローラや現像剤に磁気ブラシ現像
装置で用いられているものと同様のもの、すなわち、現
像ローラは現像領域またはその近傍に対向する磁石体の
磁極による表面の磁界の強度が比較的大なるもの、現像
剤はキャリアに飽和磁化量の大きい高磁化キャリアを用
いていた。

【０００３】しかし、高磁化キャリアの現像剤を用いた
非接触現像の現像装置においては、現像ローラに付着し
て搬送される現像剤層の現像領域における層厚すなわち
穂立ちの高さのばらつきが大きくなって、潜像電位と現
像ローラに印加する現像バイアスが一定の条件で、現像
剤層から感光体面へのトナーの移行量は現像ローラと感
光体面の間のトナー量すなわち現像剤層の層厚が増加す
る程増加し、また現像剤層の表面から感光体面までの間
隙が減少すなわち現像剤層の層厚が増加する程増加する
から、トナーの移行量の変化は現像剤層の層厚の変化よ
りも一段と大きくなり、そのために現像濃度に微視的な
場所による濃淡が顕著に現れるノイズが生じて、画質の
劣ったトナー像が形成されると言う問題があった。

【０００４】上述の問題を解消しようと、現像ローラ上
の現像剤層の現像領域上流側に高分子材料または金属材
料のシートから成る均し部材を接触させて現像剤層の層
厚を均すことも行われているが、その効果は不十分であ
り、しかもそれには、現像ローラの回転抵抗が増して動
力消費が増加するだけでなく、キャリアの磁化低下によ
る現像剤の耐久性低下が生ずるようになると言う新たな
問題が加わる。

【０００５】そこで、現像剤に飽和磁化量の比較的小さ
い低磁化キャリアを用いて、現像領域の現像剤の穂立ち
を低くすると共に、高さのばらつきを小さくして、現像
濃度のノイズを解消し、トナー像の画質を向上させるこ
とが行われている。それによれば、ノイズの低減により
画質を改善したトナー像を形成することができるが、現
像領域を通過してトナー濃度の低下した現像剤を回収磁
石ローラで現像ローラから除去回収する効率が低下し、
残留現像剤が現像ローラによって再び現像領域に搬送さ
れることによる現像ゴーストが発生し易くなったり、最
初からキャリアの磁化が低いので現像剤の耐久性が劣
り、また感光体へのキャリア付着が生じ易いと言う問題
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を解消するためになされたものであり、現像濃度のノイ
ズや現像ゴーストの発生することがなくて、画質のすぐ
れたトナー像を形成することができ、しかも感光体への
キャリア付着が生じることもなく、現像剤の耐久性も優
れる非接触現像の現像装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転する非磁
性スリーブが内部の周囲に複数の磁極を配設した磁石体
の磁力により表面に二成分系現像剤を吸着して搬送し、
その搬送する現像剤層からトナーを飛翔させて前記スリ
ーブに非接触で対向し回転する感光体面に形成された静
電潜像に付着させる静電潜像現像装置において、前記二
成分系現像剤のキャリアに飽和磁化量の差が１０ｅｍｕ
／ｇ以上である少なくとも２種類のキャリアを混合した
キャリアを用いることを特徴とする静電潜像現像装置に
あり、この構成によって前記目的を達成する。

【０００８】

【作用】すなわち本発明の非接触現像の現像装置は、現
像剤のキャリアに飽和磁化の差が１０ｅｍｕ／ｇ以上で
ある少なくとも２種類のキャリアを混合したキャリアを
用いたことにより、混合キャリア中の高磁化キャリア
が、長期に磁化を維持して現像剤の耐久性を高め、
現像ローラ上の現像剤層のベース部を形成して感光体に
キャリアが移行することを防止し、また現像ローラに
よる現像領域への現像剤の搬送を安定して十分に行われ
るようにして、十分な濃度の現像を可能とし、また現
像領域通過後の現像剤の回収磁石ローラによる回収が効
率よく行われるようにして、現像ゴーストの発生を防止
する、と言う作用効果を与え、混合キャリア中の低磁化
キャリアが、現像剤層の表層部を形成して層厚のばら
つきを埋め層厚を均一にするから、現像濃度のノイズの
発生を防止すると共に、現像領域の現像剤層から感光体
表面へのトナーの移行が静電潜像電位と現像バイアスに
よる電界強度によく比例するように行われて画質の優れ
たトナー像が形成されるようにし、均し部材を設けた
場合の均し効果が十分に得られるようにして、しかも回
転抵抗の増加による動力消費を増加を少なくし、したが
ってまたキャリアの磁化低下による現像剤の耐久性低下
も少なくする、と言う作用効果を与える。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照し実施例により本発明を説
明する。

【００１０】図１は本発明の現像装置の１例を示す概要
構成断面図、図２は本発明の現像装置の他の例を示す現
像領域部分の部分図である。

【００１１】図において、１は矢印方向に回転するアル
ミニウムやステンレス鋼等の非磁性材料から成るスリー
ブ２ａとその内部の周囲に複数の磁極Ｎ、Ｓを配設して
いる磁石体２ｂとから成る現像ローラ２を外側に覗かせ
る開口を有して、内部に現像剤貯留室を形成している現
像器ケース、３と４はそれぞれ矢印方向に回転して現像
剤貯留室の現像剤を撹拌し、トナーとキャリアの混合と
摩擦帯電をさせる撹拌スクリュー、５は現像剤貯留室の
現像剤Ｄを現像ローラ２の表面に供給する供給ローラ、
６は現像ローラ２の表面に付着して運ばれる現像剤層の
層厚を規制する穂切りブレード、７は矢印方向に回転す
る静電潜像を形成された感光体１０の表面に現像ローラ
２の表面の現像剤層からトナーが飛翔して付着するよう
になる現像領域１１を通過した現像剤層を現像ローラ２
の表面から除去して現像剤貯留室に還元するための回収
磁石ローラ、８は回収磁石ローラ７から現像剤を剥離す
るスクレーパ、９は図２の例で設けている先に述べたよ
うな均し部材である。

【００１２】現像ローラ２は磁石体２ｂの磁極Ｎ、Ｓが
現像ローラ２の表面に１０００Ｇ以上の磁界強度、特に
現像領域１１に関与する磁極Ｎ、Ｓにあっては１５００
Ｇ以上の磁界強度を与える高磁化磁極であることが現像
剤層を安定に搬送して、キャリアの感光体１０への移行
を阻止する上から好ましい。このように磁石体２ｂの磁
極Ｎ、Ｓを高磁化磁極にした場合、現像領域１１に関与
する磁極Ｎ、Ｓとそれ以外の磁極Ｎ、Ｓがそれぞれ現像
ローラ２の表面に形成する磁界の強度の差を１０００Ｇ
以下にすることが広い搬送量に対応し得るのでで好まし
い。しかし、それに限られものではないし、また従来の
現像装置に用いられているような現像領域１１に関与す
る磁極Ｎ、Ｓによる現像ローラ２の表面の磁界強度が７
００Ｇ程度のものでもよい。なお、高磁化磁極を形成す
る磁石材料としてはネオジウム，鉄，ホウ素系やサマリ
ウム，鉄，窒素系の合金が好ましく用いられるが、それ
に限定されるものではない。

【００１３】また図示例のように現像領域１１に関与す
る磁極Ｎ、Ｓを現像領域１１の前後に対向する位置を占
めている高磁化磁極とした場合は、現像ローラ２の感光
体１０への再近接位置の現像剤層の層厚を薄く密度を高
くできて、現像ローラ２と感光体１０の間隙を狭くで
き、したがってトナーの移行が静電潜像電位と現像バイ
アスによる電界強度によってよく制御されて、容易に十
分な濃度の階調性に優れた高画質のトナー像をかぶりな
く形成できる。しかし、それに限らず、磁石体２ｂが現
像領域１１に関与する磁極を現像領域１１の中央部に対
向させているものでもよい。その場合は現像領域１１の
中央部で現像剤層が膨らんで密度が疎になり易いので、
均し部材９の現像剤層押さえ先端部を現像領域１１の略
中央部まで進めて、現像剤層の層厚を薄く圧縮し、現像
ローラ２と感光体１０の間隙を狭くし得るようにするこ
とが必要となる。

【００１４】上述のような現像ローラ２またはさらに均
し部材９を用いても、現像剤が従来の高磁化キャリアま
たは低磁化キャリアを用いた現像剤では、現像剤層が層
厚の厚い密度の粗いものになって低画質のトナー像しか
現像し得ないものになったり、またはキャリアを感光体
１０の面に付着させるものになったりするから、現像剤
に飽和磁化量の差が１０ｅｍｕ／ｇ以上である少なくと
も２種類以上のキャリアの混合から成るキャリアを用い
た二成分系現像剤を用いることが必要である。それによ
って、現像ローラ２は現像領域１１に現像剤層を薄く高
密度に形成して十分な量の現像剤を搬送し、キャリアを
感光体１０の面に付着させたり現像ゴーストを生じさせ
たりすることなく、ノイズのない高画質のトナー像を現
像し得る。なお、混合キャリアは体積平均粒径が２０μ
ｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。細か過ぎる
と感光体１０の表面にキャリアが付着し易くなるし、粗
すぎると現像剤層の層厚のばらつきが大きくなってトナ
ー像の画質が低下するようになる。

【００１５】現像時は現像ローラ２のスリーブ２ａに保
護抵抗Ｒを介して交流電圧と直流電圧の重畳した現像バ
イアスがバイアス電源Ｅから印加される。例えば感光体
１０の表面を−８５０Ｖに帯電して像露光を入射するこ
とにより形成した静電潜像を現像する場合、スリーブ２
ａに−７５０Ｖの直流成分と周波数５０Ｈｚ〜２０ＫＨ
ｚ、好ましくは５００Ｈｚ〜２０ＫＨｚで２００〜４０
００Ｖ_p-pの交流成分から成る現像バイアスが通常用い
られる。

【００１６】以下、本発明の具体的実施例を比較例と共
に示す。

【００１７】実施例１ 図１に示したような現像装置を用いる。現像時、現像ロ
ーラ２のスリーブ２ａは５００ｍｍ／ｓｅｃの表面速度
で回転し、磁石体２ｂのＮ、Ｓ磁極はスリーブ２ａの表
面に２０００Ｇの磁界を形成して、３００ｍｍ／ｓｅｃ
の表面速度で回転する感光体１０の表面にー８５０Ｖの
一様帯電とレーザスキャナーを用いた像露光の入射によ
り形成された静電潜像をスリーブ２ａにー７５０Ｖの直
流成分と１０ＫＨｚ、２０００Ｖ_p-pの交流成分から成
る現像バイアスを印加して非接触反転現像で現像する。
回収磁石ローラ７には５００Ｇの磁力を示すものを用い
た。現像剤は体積平均粒径が３０μｍで飽和磁化量が５
０ｅｍｕ／ｇのキャリアと平均粒径が同じで飽和磁化量
が１５ｅｍｕ／ｇのキャリアを体積比率５０：５０で混
合したキャリアに体積平均粒径が１０μｍのトナーをキ
ャリアの重量の１０％の割合で混合した現像剤を用い
る。

【００１８】実施例２ 実施例１の混合キャリアの飽和磁化量１５ｅｍｕ／ｇの
キャリアの替わりに飽和磁化量２０ｅｍｕ／ｇのキャリ
アを用いた以外は実施例１と全く同じ条件にした。

【００１９】実施例３ 実施例１の混合キャリアの飽和磁化量１５ｅｍｕ／ｇの
キャリアの替わりに飽和磁化量３０ｅｍｕ／ｇのキャリ
アを用いた以外は実施例１と全く同じ条件にした。

【００２０】実施例４ 現像剤のキャリアが飽和磁化量４０ｅｍｕ／ｇのキャリ
アと３０ｅｍｕ／ｇのキャリアを体積比率８０：２０で
混合したものである以外は実施例１と全く同じ条件にし
た。

【００２１】実施例５ 現像剤のキャリアが飽和磁化量４０ｅｍｕ／ｇのキャリ
アと３０ｅｍｕ／ｇのキャリアを体積比率６０：４０で
混合したものである以外は実施例１と全く同じ条件にし
た。

【００２２】実施例６ 現像剤のキャリアが飽和磁化量４０ｅｍｕ／ｇのキャリ
アと３０ｅｍｕ／ｇのキャリアを体積比率５０：５０で
混合したものである以外は実施例１と全く同じ条件にし
た。

【００２３】実施例７ 現像剤のキャリアが飽和磁化量４０ｅｍｕ／ｇのキャリ
アと３０ｅｍｕ／ｇのキャリアを体積比率３０：７０で
混合したものである以外は実施例１と全く同じ条件にし
た。

【００２４】実施例８ 現像剤のキャリアが飽和磁化量３０ｅｍｕ／ｇのキャリ
アと２０ｅｍｕ／ｇのキャリアを体積比率５０：５０で
混合したものである以外は実施例１と全く同じ条件にし
た。

【００２５】比較例１ 現像剤のキャリアが飽和磁化量５０ｅｍｕ／ｇのキャリ
ア単独である以外は実施例１と全く同じ条件にした。

【００２６】比較例２ 現像剤のキャリアが飽和磁化量４０ｅｍｕ／ｇのキャリ
ア単独である以外は実施例１と全く同じ条件にした。

【００２７】比較例３ 現像剤のキャリアが飽和磁化量３０ｅｍｕ／ｇのキャリ
ア単独である以外は実施例１と全く同じ条件にした。

【００２８】比較例４ 現像剤のキャリアが飽和磁化量２０ｅｍｕ／ｇのキャリ
ア単独である以外は実施例１と全く同じ条件にした。

【００２９】以上の実施例と比較例における主として現
像にノイズが現れないことを良しとした画質と、現像濃
度や画質の変化から判定した耐久性とを求めて、現像剤
の条件と共に表１に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１において、×は不良、○ は可、◎ は
優良を表す。

【００３２】表１から明らかなように、現像剤のキャリ
アに飽和磁化量の差が１０ｅｍｕ／ｇ以上の２種類のキ
ャリアの混合から成るキャリアを用いた実施例において
は、画質と現像剤の耐久性のいずれもが満足し得るが、
現像剤のキャリアに高磁化キャリアまたは低磁化キャリ
アだけを用いた比較例では、画質が満足できれば現像剤
の耐久性が劣るし、現像剤の耐久性が満足できれば画質
が劣ると言ったように一方が劣る結果しか得られない。

【００３３】

【発明の効果】本発明の現像装置によれば、感光体にキ
ャリアを移行させることなく、ノイズ発生のない十分な
濃度の画質の優れたトナー像を形成することができ、現
像剤の耐久性に優れ、動力消費も少ないと言う顕著な効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の１例を示す概要構成断面
図。

【図２】本発明の現像装置の他の例を示す現像領域部分
の部分図。

【符号の説明】

１ 現像器ケース ２ 現像ローラ ２ａ スリーブ ２ｂ 磁石体 ６ 穂切りブレード ７ 回収磁石ローラ １０ 感光体 １１ 現像領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する非磁性スリーブが内部の周囲に
   複数の磁極を配設した磁石体の磁力により表面に二成分
   系現像剤を吸着して搬送し、その搬送する現像剤層から
   トナーを飛翔させて前記スリーブに非接触で対向し回転
   する感光体面に形成された静電潜像に付着させる静電潜
   像現像装置において、前記二成分系現像剤のキャリアに
   飽和磁化量の差が１０ｅｍｕ／ｇ以上である少なくとも
   ２種類のキャリアを混合したキャリアを用いることを特
   徴とする静電潜像現像装置。
2. 【請求項２】 前記キャリアの体積平均粒径が４０μｍ
   以下であることを特徴とする請求項１に記載の静電潜像
   現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤層からトナーが飛翔して静電
   潜像に付着する現像領域またはその近傍に対向する前記
   磁極が形成する前記スリーブ表面の磁界の強度が１００
   ０Ｇ以上であることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の静電潜像現像装置。