JPS6061775A - 現象剤薄層形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌｌ上立■月溌野 本発明は乾式現像剤の薄層形成装置に関する。更には、
非磁性現像剤の薄層形成装置に関する。

鎧ｍ週 従来、乾式現像方式としては各種装置が提案され又実用
化されている。しかし、いずれの現像方式においても乾
式現像剤の薄層を形成することは極めて難かしくこのた
め比較的厚い層の形成で現像装置を構成していた。しか
るに現像画像の鮮明度、解像力、等の向上がめられてい
る現在、乾式現像剤の薄層形成方法及びその装置に関す
る開発は必須となっている。

従来知られている乾式現像剤の薄層を形成する方式とし
ては特開昭５４−４３０３７が提案されており、且つ実
用化されている。しかし、これは磁性現像剤の薄層形成
に関するものであった。

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、これは転写紙に転写した現像像を
熱定着する際の定着性の悪さ、現像剤自身に磁性体を内
添するため（磁性体は通常黒色である）そのカラー再現
の際の色彩の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方式としてヒーバーの
毛のような柔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、表面がベルベット等の繊維で
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、現像側部の規制は可能
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、かぶり等
の発生しやすい問題点があった。

先弘立Ｊ１ 本件出願人等は上述の従来方法と全く異なる新規な薄層
形成方法として、現像剤保持部材の表面の移動方向に関
し、磁性粒子拘束部材の上流側に磁性粒子による磁気ブ
ラシを形成し、この磁気ブラシにより非磁性現像剤の薄
層を現像剤保持部材に形成する方法を既に提案した。し
かし乍も、この現像装置においては、容器内で磁性粒子
が適切な位置に存在していないと、現像作用時に潜像担
持体に転移しなかった非磁性現像剤がふたたび現像剤供
給容器に戻る開口近傍において現像剤供給容器内の非磁
性現像剤が漏洩・飛散する可能性がある。

したがって、本発明は、容器内に拘束された、磁性粒子
を使用して、現像剤保持部材」二に非磁性現像剤の薄層
を形成する装置において、非磁性現像剤の漏洩・飛散を
防止することを目的とする。

発ｉΩ」［成 本発明によれば、開口を有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を無端移動可能な
現像剤保持用非磁性部材と、該保持部材内部に設けられ
た固定磁界発生手段と、前記現像剤保持部材の外側に設
けられ、固定磁界発生手段とともに前記磁性粒子を現像
剤供給容器内部に拘束する磁性粒子拘束部材とを有し、
前記磁界発生手段が、少なくとも、前記磁性粒子拘束部
材との間の磁界で磁性粒子を前記容器内に拘束する磁性
粒子拘束磁極と、前記現像剤保持、部材の移動方向に関
し、該磁性粒子拘束磁極の上流側に位置する搬送磁極と
を有し、さらに、現像剤供給容器の下部近傍に磁性粒子
を撹拌して、前記開口の現像剤が戻る側の近傍に向けて
磁性粒子を移動させる撹拌部材を設けたことを特徴とす
る現像剤薄層形成装置が提供されるので、潜像担持体に
転移しなかった非磁性現像剤が戻る開口近傍における磁
性粒子の存在が確保され、したがってこの磁性粒子のシ
ール作用により非磁性現像剤の漏洩・飛散を防止できる
。

１亙１ 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。第１図は
本発明を適用可能な非磁性現像剤薄層形成装置の説明図
である。

第１図において、１１は円筒状電子写真感光体であり矢
印方向ａに移動する。この感光体１１に対して間隙を介
して現像剤を保持する非磁性の保持部材１２が設けられ
、本実施例においてはこの保持部材１２は円筒状である
が、無端移動するウェブ状としても良い。電子写真感光
体１１についても同様である。この感光体１１の移動と
ともに現像剤保持部材１２を矢印す方向に回転移動させ
る。この現像剤保持部材１２に現像剤を供給するために
現像剤供給容器１３が設けられている。

現像剤供給容器１３はその下部近傍に開口を有し、該開
口部に現像剤保持部材１２が設けられている。現像剤保
持部材は開口から一部が外部に露出しているので、その
表面は現像剤供給容器の内部から同外部へ移動し、つづ
いて同内部へ戻る。

現像剤保持容器１３の下部は現像剤保持部材１２の下方
を包うように包囲体が形成されており現像剤が外部に漏
れないようになっている。現像剤保持部材１２の内部に
は固定磁界を発生する固定磁界発生手段、すなわち、磁
石１４が固定的に設けられている。磁石１４は固定され
ているので、現像剤保持部材１２のみが回転する。この
磁石１４は後述の磁性粒子拘束磁極２０、搬送磁極２１
および汲」二げ磁極２２を有する。

現像剤供給容器１２の開口の上部近傍には磁性体よりな
る磁性ブレード１５（磁性粒子拘束部材）が配置されて
いる。この磁性ブレード１５に対して現像剤保持部材１
２を介した反対側には磁石１４の磁性粒子拘束磁極２０
あるが、磁性粒子拘束磁極２０の位置は磁性ブレード１
５の対向する位置より現像剤保持部材１２の回転方向上
流側位置にある角度θ（５〜５０度）ずれて配置されて
いる。

かかる構成の装置の現像剤供給容器に磁性粒子あるいは
磁性粒子と非磁性現像剤とを含む混合体を供給すること
により、基層１６を形成させる。この基層を形成する混
合体は磁性粒子に対して約５〜７０％（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。磁性粒子の粒径は３０〜２００好ましくは７０〜
１５０ミクロンである。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。基層１６中の磁性粒子は磁石１４の発生する磁界に
より磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシは後述の循環
作用を行う。磁性粒子拘束磁極２０と磁性ブレード１５
間にも磁気ブラシが形成されこれは基層１６の磁性粒子
を現像剤供給容器１３の内部に拘束する。

この基層１６の上に非磁性現像剤を供給することにより
ほぼ上下方向、すなわち現像剤保持部材１２の外周上お
よびその外側に、２層が形成される。この非磁性現像剤
に少量の磁性粒子を加えたものを用いて現像剤層を形成
しても良いが、この場合でも、現像剤層の磁性粒子含有
量は前記の基層１６よりも小さい。この非磁性現像剤に
、流動性を高めるためにシリカ粒子を、および、感光体
１１の研磨のために研磨剤粒子を外添してもよい。２層
の形成方法はこのように２段階に分けて供給するものに
限らず、例えば、基層１６と現像剤層１７の全量分の磁
性粒子と非磁性現像剤を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１３に振動を与えて、磁
性粒子と非磁性現像剤の比重の差および磁石１４の磁界
により２層を形成させてもよい。

このように特に２層を形成させずに、磁性粒子と非磁性
現像剤をほぼ均一に混合したものを供給した場合でも、
十分な磁気ブラシを形成できる量の磁性粒子を含んでい
れば、実施可能であるが、磁気ブラシの長期的な安定性
維持のためには２層とすることが好ましい。

このように磁性粒子および非磁性現像剤を与えた状態で
現像剤保持部材１２を回転させると磁性粒子は、各磁極
による磁界および重力の作用により、第２図に破線矢印
で示すように循環運動を行なう。すなわち、現像剤保持
部材１２の外表面近傍では現像剤供給容器１３の下部の
磁性粒子Ｃ±磁石１４による磁界と現像剤保持部材１２
の回転の相互作用により現像剤保持部材１２の外周側こ
そって上昇し、このときに、′非磁性現像剤りと現像剤
保持部材１２の表面は接触して基層中のノド磁性現像剤
は静電的に現像剤保持部材１２上に塗布される。

本実施例において、非磁性現像剤ｔよ磁性粒９−乃至は
現像剤保持部材１２どの摩擦により寸１￥電するが、好
ましくは磁性粒子表面に酸化膜またＩｔ　ノド磁性現像
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
像剤保持部材１２力）ら受ζするようにすれば磁性粒子
の劣化の影響を防く゛ことかできるとともに現像剤保持
部材１２への現像作ｊ塗布が安定する。

磁性粒子は現像剤保持部材１２の回転により上昇して行
くが、磁性ブレード１５と磁性粒子１句束磁極２０との
間に形成される磁界側こより、現像剤保持部材１２表面
と磁性ブレード１５の先端の間隙を通過することをさま
たげられる。したがって、この部分の磁性粒子は、あと
からつぎつぎに送られてくる磁性粒子に押されて、第２
図に破線矢印で示すごとく旋回して、その後、重力によ
りゆっくりと落下する。この落下の間に現像剤層１７の
下部の非磁性現像剤を取込んで現像剤供給容器１３の下
部に戻り、これを繰返す。ここで汲上げ磁極２２は現像
剤供給容器１３下部に存在する磁性粒子を現像剤保持部
材１２表面に十分汲上げ搬送磁極２１に送る作用を行な
うとともに、図示の例で現像剤供給容器１３下部から非
磁性現像剤が漏洩することを防止するものである。

一方、摩擦帯電された現像剤は非磁性であるため磁性ブ
レード１５先端と現像剤保持部材１２表面の間隙に存在
する磁界で拘束されず通過でき、磁性ブレード部に形成
された磁気ブラシ部で現像剤保持部材１２表面に鏡映力
による作用とともに均一に薄くコーティングされて現像
剤保持部材１２の表面に載って現像剤供給容器１３の外
部に出て感光体１１の表面に対面して現像に供される。

次に、磁性粒子の循環について詳細に説明する。

第２図は、３極構成の磁石１４の、現像剤保持部材表面
での磁束分布を極座標で示す。搬送磁極２１近傍の磁力
は、表面での磁束密度が磁性粒子拘束磁極２０磁極の磁
束密度に比して小さいため、磁界が現像剤保持部材１２
近傍に限定され、表面から離れた磁性粒子には働かない
。従って、２４で示す部分には、主に重力およびその上
部の非磁性現像剤の重力の影響が相対的に強く働く。一
方、磁性粒子拘束磁極２０はその拘束作用を行うために
十分な大きさの磁束密度をもたらす。これによって、破
線矢印で示すように、磁性粒子は非磁性現像剤粒子とと
もに、磁性粒子拘束磁極２０、汲上げ磁極２２間を循環
運動する。ここで、搬送磁極２１が単極で構成される例
で説明したが、搬送磁極２１は複数極で構成してもよく
、この場合においても、それぞれの極に、単極の場合に
相応する磁束密度、半値巾を有せしめることにより、同
様の効果が得られる。

次に、それぞれの磁極について、さらに詳細に述べる。

磁性粒子拘束磁極２０では、現像剤保持部材１２表面の
磁束密度が３００〜７００　ガウスである。この磁束密
度は、磁性粒子拘束磁極２ｏの機能、すなわち、磁性粒
子を現像剤容器１３内に拘束し、かつ、磁性粒子の運動
を十分に生ぜしめる値である。搬送極２１では磁性粒子
拘束磁極２ｏよりも小さい３００〜５００ガウスが適当
である。この値で、搬送磁極２１は、汲上げ磁極部２２
がら磁性粒子を非磁性現像剤とともに磁性粒子拘束磁極
２０へ搬送し、しかも、大きな穂立ちのブラシを形成し
ないので、前述の如く、搬送力の存在を現像剤保持部材
１２近傍に限定することができる。

汲上げ磁極２２部では２００〜５００ガウスである。

このようにして、磁性ブレード１５に搬送された非磁性
現像剤は、現像剤保持部材１２表面にて鏡映力により均
一に薄く塗布されるが、磁性粒子は、磁性粒子拘束磁極
２０による磁界拘束力が、現像剤保持部材２０との静電
的付着力、機械的な摩擦力による搬送力よりも大きくな
るように設定されているので、非磁性現像剤とともに現
像剤容器１３外に出ることはなく、磁性粒子拘束磁極２
０極の循環力と自重によって図のループにそって汲上げ
磁極２２近傍へと移動する。

上記の構成において、はぼ満足できる現像剤薄層形成装
置が得られるが、長時間コピー動作を繰返した場合には
第３図に示すように、現像剤供給容器１３の下部におい
て磁性粒子の存在する領域が図示の形状となり非磁性現
像剤が開口の下部の領域３０に分離してくる傾向がある
。そしてこの非磁性現像剤分離領域３０がコピ一枚数と
ともに増大し、やがて、この非磁性現像剤が現像剤供給
容器１３外に漏洩争飛散して機内を汚染する。

また、この現像剤は非磁性であるため磁石１４の作用を
受けないので、現像装置を複写機等から取外し、傾けた
時には、現像剤供給容器１３の開口からこぼれ落ること
になるので、メンテナンスにおいても困難が生ずること
になる。

また、現像剤供給容器内１３の磁性粒子全体としては、
磁石１４の磁界により現像剤保持部材１２の左回り方向
の搬送力を受け、現像剤保持部材１２の下部に大きな空
間を形成する。すなわち、現像剤保持部材１２の積算回
転数の増大とともに、該保持部材１２の回転による搬送
力によって磁性粒子が全体として磁性粒子拘束磁極２ｏ
近傍におしやられて、この部分に保持される傾向となる
ので、現像剤供給容器１３下部における磁性粒子の量が
減少してそこに空間ができる。このため、磁性粒子によ
るシール効果が減少する。

第４図はこの問題を解決する本発明の実施例を示す。こ
の実施例においては、現像剤供給容器１３の下部近傍に
、矢印の方向に回転する（すなわち、下方において現像
剤保持部材１２に向う方向）撹拌棒３１を設けることに
よって、現像剤供給容器１３の下部において、磁性粒子
を開口の下部に積極的に移動させるので、図示のごとく
、現像剤供給容器１３下部近傍における現像剤保持部材
１２表面近傍の非磁性現像剤領域３０の発生が防止でき
る。したがって、この部分からの非磁性現像剤の飛散を
防止することができる。また、磁性粒子領域全体の形状
としても、第４図図示のごとく、現像剤供給容器１３の
下部において拡大した形状となるのでシール効果が増大
する。加えて、この磁性粒子領域の拡大により、磁性粒
子と非磁性現像剤が現像剤保持部材１２表面を搬送され
る距離が増大するので、現像剤保持部材１２表面から非
磁性現像剤へのトリポ帯電が安定かつ十分になされかぶ
りのない現像像が得られる。

このように、撹拌棒３１の存在により、長時間使用後に
おいても、現像剤供給容器１３下部からの現像剤の流出
、飛散は発生しない。勿論、現像装置δを着脱する際で
も飛散、流出が生じない。

撹拌棒３１の最適回転速度は磁性粒子飽和磁化粒度分布
、非磁性現像剤の粒度、トリポ付与などの物性により一
義的には定められないが、８〜６０　ｒ、ｐ、ｍ、が適
当である。

ここで使用する現像方法としては特公昭５８−３２３７
５に記載の方法が好ましい。電子写真感光体１１と現像
剤保持部材１２との間にはバイアス電源１９により電圧
が印加される。バイアス電源１９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。現像によ
り供される現像剤は基層１６から現像剤保持部材１２に
供給され、基層１６における不足分は、前述の循環運動
により現像剤層１７から供給される。

２層構成とした場合、基層１６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
１７は磁性粒子を全く含有しないか、あるいは装置の使
用とともに不可避的に発生する磁性粒子の喪失を補う程
度の僅かの量であるため、基層１６内の磁気ブラシの状
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、基層１６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。

上記の実施例で画像形成を実際に行なった結実現像剤中
の磁性粒子と現像剤の重量比に依存せず、画像濃度が、
一定で良好な画像が得られた同時に、環境依存性の低い
現像装置であることも環境試験により確認された。

上記説明では規制部材に鉄等の磁性体よりなる磁性ブレ
ードを用いているが、アルミニウム・銅・樹脂等の非磁
性体よりなる非磁性ブレード又は容器を構成する樹脂や
アルミニウム等の非磁性体の壁を、この規制部材として
用いることもできる。しかし、この場合、磁性粒子の流
出を防止するため、スリーブと規制部材との間隙を磁性
ブレードを用いるときよりも更に小さくする必要がある
。また、磁性ブレードを用いる場合は、ブレードと磁極
間の磁界により現像剤の出口部に安定して磁気ブラシが
形成できる点で好ましい。

免肚立羞】 以上説明したように、本発明によれば、現像剤供給容器
の下部近傍における非磁性現像剤の漏洩。・飛散の可能
性を防止することができ、しかも、同時にトリポ帯電を
確実ならしめるので、かぶりのない現像像が得られる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用可能な現像剤薄層形成装置の断面
図、 第２図は第１図の装置における磁束分布、および、第１
図の装置を作動させた場合の磁性粒子の循環状態を示す
断面図、 第３図は第１図の装置を長時間運転した場合における磁
性粒子の状態を示す断面図、第４図は本発明の一実施例
による現像剤薄層形成装置の断面図である。 符号の説明 １１；　電子写真感光体、 １２：　現像剤保持部材 １３：　現像剤供給容器 １４：　固定磁界発生手段 １５：　磁性粒子拘束部材 ２０：　磁性粒子拘束磁極 ２１：　搬送磁極、２２；　汲上げ磁極篤ｌ　図 名ｚ　図 篤　５　ｍ 篤４ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 開口を有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を無端移動可
   能な現像剤保持用非磁性部材と、該保持部材内部に設け
   られた固定磁界発生手段と、 前記現像剤保持部材の外側に設けられ、固定磁界発生手
   段とともに前記磁性粒子を現像剤供給容器内部に拘束す
   る磁性粒子拘束部材と、を有し、 前記磁界発生手段が、少なくとも、前記磁性粒子拘束部
   材との間の磁界で磁性粒子を前記容器内に拘束する磁性
   粒子拘束磁極と、前記現像剤保持部材の移動方向に関し
   、該磁性粒子拘束磁極の上流側に位置する２搬送磁極と
   を有し、 さらに、現像剤供給容器の下部近傍に磁性粒子を撹拌し
   て、前記開口の現像剤戻り側近傍に向けて磁性粒子を移
   動させる撹拌部材を設けたことを特徴とする現像剤薄層
   形成装置。