JPS5852587B2 - 静電荷像現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁性トナーを用いる静電荷像現像装置に関す
るものである。

磁性トナーを用いる静電荷像の現像方法に極性を順次反
対にして並べた永久磁石とこれを包含するスリーブとを
相対的に移動させ、このスリーブ上に保持されるトナー
粒子を転動させて静電荷像面に持ちきたし、これを現像
する方法が提案されている。

この方法は磁石の磁極の部分にトナー粒子を毛羽立たせ
、一定の間隔を有するこれら毛羽立ち（磁気ブラシ）が
静電荷像面をつぎつぎと摺擦してこれを可視像に変える
。

上記方法においては、永久磁石を固定してスリーブを移
動させるか、スリーブを固定して永久磁石を移動させる
か、又はそのどちらも移動させることができる。

これらの態様のいずれにおいてもトナー粒子はスリーブ
に対して移動するためその接点で摩擦を生じる。

はん用されている磁気ブラシ法では、磁極を軸方向に対
して平行または傾斜させて着磁した円柱状永久磁石と、
これと同軸に設置された円筒状非磁性スリーブと、この
スリーブへ磁性トナーを供給する磁性トナー供給装置と
を備えた現像装置が利用される。

そして一般には磁気ブラシの高さを規制するためのドク
タ一部材が上記スリーブと所定の距離を介して平行に配
置され、ここにスリット状の空間を形成する。

そしてこのスリットにより上記磁気ブラシはその高さの
平均化が行なわれ、現像濃度が一定に保たれる。

上記のはん用されている磁気ブラシ法（以下「回転磁気
ブラシ法」と呼ぶ）においては、スリーブに磁性トナー
が供給される地点からそれが静電荷像面ともつとも近接
する地点までの部分は磁性トナーの給送部である。

そして磁性トナーは円筒形のスリーブの周囲をその内部
の永久磁石の磁力によって保持されつつ転動する。

したがってこの磁性トナーには永久磁石の磁力とともに
遠心力が作用する。

回転磁気ブラシ法について上述された作用等の多くは、
これを高速現像へ適用するには有害で無視することがで
きないものばかりである。

これは以下の説明によって明らかになる。

すなわち、回転磁気ブラシ法では現像のために消費され
る磁性トナーはスリーブ上の一部であり、大部分はスリ
ーブ上に残って再度使用に供される。

したがってスリーブ上の磁性トナーの大部分が繰り返し
使用されることになり多くの不都合を生じる。

その一つとして磁性トナーとスリーブとの摩擦は磁性ト
ナーの構成成分である熱可塑性樹脂を溶かしてスリーブ
上にこの熱可塑性樹脂のフィルムを形成する。

これは対向電極として作用するスリーブの電気的特性に
とって有害であると同時に磁性トナーもまたこの結果摩
耗する。

次に磁気ブラシの高さを規制するためのドクターはスリ
ーブを転動してきた磁性トナーもしくは供給装置から供
給された磁性トナーをここで阻止し、ドクターとスリー
ブとの間に形成されたスリットの幅で決定される量の磁
性トナーがここを通過できる。

しかしながらこのスリットは普通１ミリ前後ときわめて
狭いため、磁性トナーかむりなく通過できる速度以上で
スリーブ上を転動させられるとここで磁性トナーノブロ
ッキング現象が発生してスリーブへの磁性トナーの供給
不足をきたし、現像むらを引き起こす結果複写物の多く
をむだにする。

さらに磁性トナーがこの部分をむりに通過させられるた
め磁性トナーが摩耗し、その劣化を早める。

そしてこのため長期使用に耐えられない磁性トナーとな
る。

回転磁気ブラシ法においては磁性トナーに永久磁石の磁
力とともに遠心力が作用するため高速でスリーブの周囲
を転動させることができない。

なぜなら磁性トナーは円筒状スリーブの外周において高
速移動させられることになるため磁性トナーに作用する
遠心力により永久磁石の磁力ではこのスリ・−ブ上に磁
性トナーを保持し得なくなってついにはそこから離脱し
、その周囲を著しく汚染するからである。

ところが高速現像においては磁気ブラシの回転速度を遅
くすることができない。

なぜなら静電荷像面は常時磁気ブラシとの接触を必要と
し、磁気ブラシの供給が途絶えたり遅れたりするとトラ
（静電荷像の現像方向に対して直角に現われる一定の間
隔を有する縞漠様）と呼ぶ現象むらを生じるからである
。

このため磁気ブラシの回転速度を変えずにこのトラを防
ごうとすると永久磁石の磁極を増やして磁気ブラシをス
リーブに数多く配するより他なく、したがって高価な多
極円柱状永久磁石を使用しなげればならない。

このように磁性トナーは回転磁気ブラシ法を用いる限り
、スリーブで摩耗し、スリットで摩耗する。

そしてさらに回転磁気ブラシ法は現像速度を制限し、こ
れを自由にすることができない。

磁性トナーを高速現像においてその望ましい形態で使用
するには、磁性トナーの移動はその収納容器から静電荷
像面への距離が最短であり、しかも回転磁気ブラシ法の
ごとくその給送にともなう磁性トナーの摩耗が生じる方
法であってはならない。

本発明者はこれらの要求に答えるべく鋭意研究した結果
、磁性トナーの排出量の制御をその収納容器の排出部の
近傍に設けられた磁石で行なうとともに、この磁石が吸
着形成する排出された磁性トナーのブラシ状集合体を静
電荷像の現像に使用すれば前述の欠点をすべて除去でき
ることを見いだすに至った。

この発明によれば磁性トナーがその収納容器から排出さ
れると同時に静電荷像と接することになるのでスリーブ
上を強制的に移動させなげればならない回転磁気ブラシ
法と違って、磁性トナーを摩耗させることがない。

又磁気ブラシの高さは磁性トナーが排出されるときの磁
石の磁力ないしは排出部の開口の幅に依存する。

したがって磁気ブラシの高さを規制するためのドクタ一
部材は不必要であり、磁気ブラシの高さ規制により磁性
トナーが抵抗を受けて摩耗することがない。

これらの特徴に加えてこの発明のもつとも特徴とすると
ころは、静電荷像の現像に消費される量だけの特性トナ
ーが磁気ブラシに補給される点にあり、回転磁気ブラシ
法のように繰り返し使用される磁性トナーを生じない点
にある、これをさらに詳しく説明すると、磁石が吸着形
成した磁性トナーのブラシ状集合体（磁気ブラシ）にお
いて現像により消費されて不足した磁性トナーの補給は
磁気ブラシと接している磁性トナー収納容器の排出部か
ら直ちになされる。

この作用は磁石の磁極の中心から一定の距離に磁性トナ
ーを吸引すべく磁力が働いているため、磁性トナーの不
足した部分は磁束に乱れを生じることになってこれを正
す方向に力が働く。

そしてその部分へ磁性トナーが移動するので一定量の磁
性トナーが保持されるものと思われる。

この作用に関連して磁気ブラシが静電荷像面に与える圧
力は一定となる。

しかも消費された量の磁性トナーは直ちに補給されるの
で現像濃度は静電荷像の電位に忠実できわめて安定した
ものとなる。

これは磁石の回転によって一定の高さに規制された磁気
ブラシの新しい供給により現像濃度の安定を図る回転磁
気ブラシ法に比べてはるかに簡単でしかもすぐれている
。

以下図面についてこの発明を説明する。

第１図この発明の原理を示す図面であって、図ａにおい
て永久磁石１１はその磁極の中心から一定距離に磁性ト
ナー１２を吸着して磁気ブラシを形成している。

感光体１４はその表面に静電荷像１３を電子写真的に形
成している。

図すのようにこの感光体１４が磁気ブラシを横切ると静
電荷像１３は磁性トナー１２によって可視像となる。

そして磁気ブラシは感光体１４との摩擦によりその進行
方向にずれてやや変形する。

これにつれて磁束１５の方向も変形する。

ところが図Ｃのように磁気ブラシの変形の原因がなくな
れば磁束１５はもとの位置に戻ろうとする。

そこで図ｄのように磁性トナー補給装置１６から磁性ト
ナー１２を補給してやると磁束１５がもとに戻ると同時
にその補給が完了する。

第２図はこの発明の一実施例を示す現像装置の側面図で
あって、永久磁石２１は磁性トナー収納容器２３に固定
されている。

この収納容器２３の下方は開いており、ここから磁性ト
ナー２２がその自重によって排出する。

永久磁石２１はこの排出部２４かも排出された磁性トナ
ー２２をその磁束２５で捕えて磁気ブラシを形成する。

すると磁性トナー２２の排出部２４からの磁性トナーの
重力による排出はこの磁気ブラシで阻止される。

この図では静電荷像２６を有する感光板２７は右から左
へ移動するが、左から右でもよい。

この場合磁性トナー２２の磁気ブラシへの補給は磁束２
５の変形と同時に行なわれる。

第３図に示される現像装置は磁気ブラシで磁性トナー２
２の排出を制御する他の方法を表わす。

永久磁石２１はその磁極が反対になるよう対向して磁性
トナー収納容器２３に固定されている。

この場合磁石の極性はかならずしも重要ではない。

排出部２４には収納容器２３内の磁性トナー２２の全重
量が加わるので、その収納量にかかわらず一定にするた
めの緩衝部材２８を設けることができる。

磁束２５は閉じているのでたいへん安定であり、現像方
向がどちらであっても磁性トナー２２の補給がすみやか
に行なわれる。

第４図は磁性トナー収納容器２３の排出部２４の近傍に
固定する永久磁石２１の配列状態を示す。

これは極性を順次反対にして並べてもよいし、同一にそ
ろえて並べてもよい。

収納容器２３は振動発生装置２９と接続して揺動させる
ことができる。

また第５図に示すように永久磁石２１に接続してこれを
揺動させることもできる。

これらの手段は磁性トナー２２の流れをたいへんなめら
かにする効果を与える。

第６図はこの発明を自動複写装置に適用した場合を示し
たもので、ここでは現像装置を揺動させる替わりに電磁
石３０を交流電源３１に接続し、所定の時期に交番磁界
を発生させて排出部２４付近の磁性トナー２２を振動さ
せる。

現像された感光ドラム３７上の静電荷像は予備帯電を兼
ねた転写材３８の給送ローラー３３により転写装置３２
に送られて転写される。

感光ドラム３１は光導電性絶縁層として酸化徂鉛を主体
とする樹脂結着層でもよいし、無定形セレニウムを主体
とする蒸着層でもよい。

転写されずに残った磁性トナー２２はクリーニング装置
３６でクリーニングされる。

そして電子写真的サイクルを繰り返す。

この発明に使用できる磁性トナーとして四三酸化鉄と熱
可塑性樹脂とを熱溶融混合の後粉砕したものや、溶剤に
溶かして混合した上記２物質を噴霧乾燥して得られる粉
末をあげることができる。

一般にこれら粉末は平均粒子径が１０〜３０ミクロンの
ものを用いる。

磁性トナーの電気抵抗は低くてもよいが普通紙複写を行
なう場合は電界転写時に高い抵抗を示す性質のある方が
好ましい。

上述したように、この発明によれば既知の現像装置と比
較してはるかに簡単で有利な現像装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理説明図。 第２図〜第６図はこの発明の実施例を示す図。 ３４・・・・・・直流電源、３５・・・・・・コロナ帯
電器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像を現像する磁性トナーの収納容器と、この
   容器の下方に設けられた上記磁性トナーの排出部と、 この排出部の近傍に配置されていて、同排出部の外部に
   上記静電潜像を摺擦する上記磁性トナーによるブラシ状
   集合体を形成させ、かつ上記排出部からの磁性トナーの
   流出を阻止する磁石と、からなる静電荷像現像装置。 ２ 静電潜像を現像する磁性トナーの収納容器と、この
   容器の下方に設けられた上記磁性トナーの排出部と、 この排出部の近傍に配置されていて、同排出部の外部に
   上記静電潜像を摺擦する上記磁性トナーによるブラシ状
   集合体を形成させ、かつ上記排出部からの磁性トナーの
   流出を阻止する磁石と、上記磁石を振動させる手段と からなる静電荷像現像装置。