JPS6095571A - 現像装置 - 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】 本発明は電子写真・静電記録・磁気記録等の従来公知の
適宜の原理会プロセスを利用して感光体・誘電体・磁性
体などの潜像保持体面に形成した静電潜像ψ磁気潜像等
の電気的潜像を乾式現像剤（トナー）で可視化する現像
装おに関する。

更に詳しくは乾式現像剤を現像剤保持部材面に薄層とし
て形成保持させ、該部材の現像剤薄層形成保持面を潜像
保持体面に僅小な隙間を存して対面させ現像バイアスの
作用で現像剤薄層の現像剤を潜像保持体側の潜像パター
ンに対応して選ＩＲ的に移行付着させて潜像を現像する
方式（所謂ジャンピング方式）、或は現像剤保持部材面
の現像剤薄層を像保持体面に接触させて同じく潜像を現
像する方式（接触方式）の現像装置に関する。

このように現像剤を現像剤保持部材面に薄層として形成
保持させて潜像保持体面に適用する方式の現像装置とし
ては、現像剤として磁性現像剤を、利用し、該磁性現像
剤を磁界と層厚規制子役とにより各部均一厚さの薄層と
して形成保持させて潜像保持体面に適用するものが各種
４Ｍ案されており（例えば特開昭５４−４３０３７号公
報等）、又実用化されている。

しかし、この種方式の現像装置に於ては磁性現像剤は磁
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、この内添磁性体のために転写紙に転写した現像像
を熱定着する際の定着性が悪い。

更に磁性体は通常黒色であるために鮮明な色彩トナーを
得ることが困難であり、カラー複写に於ける色再現性が
悪い等の問題点がある。

そこで現像剤として非磁性現像剤を用い、その非磁性現
像剤の薄層形成方式としてビーバーの毛のような柔らか
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」二記＃ｊ！ｍ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、現像剤量の規制
は可能であるが、均一な塗布は行われず、現像ローラ４
二の！ａ維ブラシな摺１察するだけで、ブラシの繊維間
に存在する現像剤への摩擦帯電電荷賦４は行われないた
め、カブリ等の発生しやすい問題点があった。

本発明は上記に鑑みて開発・Ｉｌｌ案されたもので、現
像剤とし非磁性現像剤を用い、新規な薄層形成方式によ
り１ｌｊｆ曳像剤を曳像削保持部月面に各部均一で且つ
薄い層として形成体１１ｙ（することができ、且つその
薄層形成を１（朋にわたって安定に行わせることができ
る。従ってｆｆＩ　Ｉｌｌ　Ｉｎ″・解像→１１・定着
性のよい、又カラー１（写にあ−〕ては色彩考／１によ
い現像画像又はネ（写画像を常に安定に７０ることかで
きる現像装置をｌＪ、Ｉ供することを目的とするもので
、前記特Ａ１−請求の範囲に記依Ｉ７た現像装と構成を
要旨とする。

以下図に示した本発明の実施例装Ｈに基づいて具体的に
説明する。第１図は実施例装Ｈの四部の横断側面図であ
る。図に於て、１４１」呪像側供給容器、１２は現像剤
量１・Ｙ部層としての現像スリーブである。

現像スリーブ１２は例えばアルミニウム等の非磁性スリ
ーブであり、現像剤供給容器１４の左側壁の下部に容器
長手方向に形成した横長開口に。

右略半周面を容器１４内へ突入させ、左略半周面を容器
外へ露出させて回転自由に軸受させて横設してあり、矢
示の反時計方向すに回転駆動される。現像剤保持部材１
２は」−記円筒体（スリーブ）に限らず、回動駆動され
る無端ベルト形態等にしてもよい。該現像スリーブ１２
の容器外露出面は、矢示ａ方向に面移動駆動されている
感光体等の潜像保持体１１面に僅小な隙間を存して対面
している。

１３は現像スリーブ１２内に挿入し、図示の位置・姿勢
に位置決め保持した固定磁界発生手段としての固定の永
久磁石（マグネット）であり、現像スリーブ１２が回転
駆動されてもこの磁石１３は図示の位置・姿勢にそのま
ま保持される・この磁石１３はＮ極１７、Ｓ極１８の磁
極を有する。

磁石１３は永久磁石に代えて電磁石を配設してもよい。

２３は現像スリーブ１２を配設した現像剤供給容器開口
の−１−縁側に、基部を容器側壁に固定し、先端側は開
口」二縁位だよりも容器１４の内方へ突入させて開口」
−縁長手に沿って配設した磁性粒子拘束部材としての磁
性ブ１／−ドであり、例えば鉄板を横断簡略〈字形に曲
げ加工したものである。

第２図は上記磁性ブＩ／−ド２３の現像スリーブ１２に
対する姿勢・角度関係図である。１９は磁極１２よりも
スリーブ回転上向下流側で、ｎつスリーブ１２を配設し
た容器間「１の上縁位置よりもスリーブ回転方向」二瀉
側間に定めたスリーブ上の点、文はブレードの中心線、
ｎは点１９位置に於けるスリーブ１２の法線である。而
して磁性ブレード２３はスリーブ１２に関してその先端
部を点１９位置にスリーブ１２而ど隙間間隔ｄをあけて
位置させ、且つ点１９の位置におけるスリーブ１２の法
線ｎに対しブレードの中心縁立との為す角度δをもたせ
てスリーブ移動方向下波側に向けて配置しである。０は
スリーブ１２の回転中心を通る垂直線ｍと前記法線ｎの
なす角１■、Ｐはスリーブ１２の回転中心と磁極１７の
中心とを結んだ線、πは鎖線Ｐと前記垂直線ｍとのなす
角度（磁極１７の位置角度）である。

点１９位置に於ける磁性ブレード２３の先端部と現像ス
リーブ１２面との前記隙間間隔ｄは　１００〜１０００
ｐ、好ましくは２００〜５００川で、この実施例では３
００ｐである。この間隔ｄがｔｏｏｕより小さいと、後
述する磁性粒子が詰まり、ブレード外部へ押し出される
欠点がある。また１０００＃Ｌより大きいと、振動で後
述する非磁性現像剤が多量に漏れ出して、薄層が形成で
きなくなる。

２７は磁性ブレード２３の上面側に下面を接触させ、前
端面２７ａをアンダカット面とした磁性粒子循環域限定
部材である。

２０・２４は現像剤供給容器１４内に収容した磁性粒子
と非磁性現像剤である。

現像剤供給容器１４の底板は現像剤保持部材たる現像ス
リーブ１２の下方に延長位置させて現像剤が外部に漏れ
ないようにしである。またこの現像剤の外部への漏出の
防止をさらに確実ならしめるだめにその延長底板の先端
縁に縁長′Ｆに沿って基部を固定し先端縁を軽く現像ス
リーブ１２の下面に接触させてシール部材２１を配設し
、該シール部材２１により底板延長部１４　ｂの先端縁
とスリーブ１２の下面間の隙間間１１を閉塞させである
。

磁性粒子２０は粒径が３０〜２００１１．、好ましくは
７０〜１５０舊である。各磁性粒子は磁性月利のみから
成るものでも、磁性材料と非磁性相ネ；１との結合体で
もよいし、二種以上の磁性粒子の７ｈ−合物でも良い。

そしてこの磁性粒子２０は現像剤供給容器１４内に於て
容器１４内に臨んでいるスリーブ面領域、即ちスリーブ
１２を配設した容器間「１下縁部１４ａから磁性粒子拘
束部Ｊまたる磁性ブレード２３の先端部までのスリーブ
面領域各部にスリーブ１２内の磁石１３による磁界によ
り吸着保持され磁気吸着層として該スリーブ面領域を全
体的に覆っている。非磁性現像剤２４はこのスリーブ１
２に対する磁気吸着層の外側に多品に貯溜して存在する
。容器１４内への」二記磁性粒子２０と非磁性現像剤２
４の投入手順は、先ず磁性粒子２０を投入してそれを上
記スリーブ面領域に磁気吸着層として吸着保持させ、次
いで非磁性現像剤２４を投入する。この最初に投入する
磁性粒子２０は磁性粒子に対してもともと約２〜７０％
（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。又磁性粒子２０は一旦上記スリ
ーブ面領域に磁気吸着層として吸着保持されれば装置振
動や、装置をかなり大きく傾けても実質的に片寄り流動
してしまうことはなく、上記スリーブ面領域を全体的に
覆った状態が保持される。

而して容器１４内に上記のように磁性粒子２０と非磁性
現像剤２４を投入収容した状態に於て、磁石１３の磁極
１７位置に対応するスリーブ表面付近の磁性粒子磁気吸
着層部分には磁極１７の強い磁界で磁性粒子の磁気ブラ
シ２０ａが形成されている。

又磁性粒子拘束部材たる磁性ブレード２３の先端部近傍
部の磁性粒子磁気吸着層部分はスリーブ１２が矢示す方
向に回転駆動されてｂ重力と磁気力及び磁性ブレード２
３の存在による効果に基づく拘束力と、スリーブ１２の
移動方向への搬送力との釣合によってスリーブ１２表面
の点１９位置で拘束され、多少は動きｔｔ＋るが殆ど不
１ｂの静１に層２０ｂを形成する。

又スリーブ１２を矢示ｌ）方向に回転させた時、磁極１
７の配置位置と磁性粒子２０のｉＭ、動性及び磁気特性
を適宜選ぶことによって、前記磁気ブラシ２０ａは磁極
１７の伺近で矢印Ｃ方向に循環し、循環層２０ｃを形成
する。該循環層２０ｃにおいて、スリーブ１２に比較的
ｉ［い磁性粒子分はスリーブ１２の回転によって磁極１
７近傍からスリーブの回転下流側にある前記の静止層２
０ｂの上へ盛り上る。すなわち」二部へ押し−１−げる
力を受ける。その押し」−げられた磁性粒子分は、磁性
ブレード２３の上部に設けた磁性粒子循環域限定部材２
７により、その循環領域の−１−限を決められているた
め、磁性ブレード２３−１−へ乗り上がることなく、重
力によって落下し、１１び磁極１７近傍へ戻る。この場
合スリーブ表面から遠くに位置するなどして受ける押し
上げ力の小さい磁性粒子分は、磁性粒子循環域限定部材
２７に到達する前に落下する場合もある。つまり該循環
層２０ｃでは重力と磁極による磁気力と摩擦力及び磁性
粒子の流動性（粘性）によって矢印Ｃの如く磁性粒子の
磁気ブラシ２０ａの循環が行われ、磁気ブラシはこの循
環の際に磁性粒子層の上にある現像剤層から非磁性現像
剤２４を逐次取込んで現像剤供給容器１４内の下部に戻
り、以下スリーブ１２の回転駆動に伴ないこの循環を繰
返す。磁性ブレード２３は直接にはこの循環には関与し
ない。

スリーブ１２面の磁性粒子磁気吸着層内に逐次に取込ま
れ混入した非磁性現像剤は磁性粒子の沈動で磁性粒子と
の摩擦、非磁性現像剤粒子相互の摩擦、現像スリーブ面
との摩擦等で帯電する。この場合好ましくは磁性粒子表
面に酸化膜または非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ポ付与
を少なくし、必要な帯電を現像スリーブ１２から受ける
１ ようにすれば磁性粒子の劣化の影響を防ぐことができる
とともに現像スリーブ１２への現像剤塗布が安定する。

その帯電現像剤は非磁性であるため、磁極１７の磁界に
よっては拘束される、スリーブ面がスリーブ１２を配設
した容器間１１下縁部１４ａから磁性ブレード２３の先
端部まで回転移動する間に、鏡映力によってスリーブ表
面に各部均一に薄くコーティングされる。

そして磁性ブレード２３の先端部近傍の磁性粒子静止層
２０ｂの磁性粒子１；１スリーブ１２が回転していても
前述したように重力と磁気力及び磁性ブレ、−ド２３の
存在による効果に基づく拘東力と、スリーブ１２の移動
方向への搬送力との釣合いによって拘束されて磁気ブレ
ード２３の先端部とスリーブ１２との隙間部ｄを通過」
Ｌず、スリーブ１２面に形成された上記非磁性現像剤の
コーティング薄層のみがスリーブ１２の回転に伴ない隙
間部ｄを通過して措置保持体ｌｌ側に回動し該潜像保持
体面に接近対面する。２４ａは現像スリーブ１２面に形
成された非磁性現像剤のコー２ ティング薄層を示す。又」二足非磁性現像剤の薄層を形
成した現像スリーブ１２と潜像保持体１１との接近対面
部を現像部３０と称す。

現像部３０に於て、現像スリーブ１２面側の非磁性現像
剤層２４ａは、潜像保持体１１と現像スリーブ１２の間
にバイアス電源２５で印加した現像バイアスの電界によ
って潜像保持体１１面へ潜像パターンに対応して選択的
に移行付着し潜像の現像２４ｂが順次に行われる（この
現像方法については例えば特公昭５８−３２３７５号公
報参照）、バイアス電源２５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。

現像部３０を通過して現像剤層が選択的に現像に供され
て消費された現像スリーブ面は引続くスリーブの回転駆
動で再び現像剤供給容器１４内へ戻り、あらためて磁性
粒子磁気吸着層と接触しその層内に含有されている非磁
性現像剤のコーティングを受けるサイクルが繰り返され
、潜像保持体１１面の現像が連続的に実行される。磁性
粒子磁気吸着層へは前記したように磁性粒子の循環層２
０Ｃによりその外側に存在する非磁性現像剤２４の貯溜
層から逐次現像剤が取込まれて自然補給される。尚、現
像スリーブの所ハ１ツゴースト像現象を防止するために
容器１４内へ戻り回動した現像スリーブ面から現像に供
されなかった現像剤層を一旦スクレーパ手段（不図示）
でかき落し、その現像剤層かき落しスリーブ面を磁性粒
子磁気吸着層に接触させて現像剤のコーティングを行わ
ぜるようにするのもよい。

非磁性現像剤２４には、１に、’ＢＩ性を高めるために
シリカ粒子や、例えば転写方式画像形成方式に於て潜像
保持体１１たる感光体表面の７１１１磨のために研磨剤
粒子等を外添してもＪ：い。又非磁性現像剤２４中に少
量の磁性粒子を加えたものを用いてもよい。

現像剤供給容器１４内への磁性粒子２０と非磁性現像剤
２４の供給は前述したように強いて２段階に分けて供給
するものに限らず１例えば、磁性粒子２０のスリーブ面
に対する磁気吸着層と現像剤層２４の全量分の磁性粒子
と非磁性現像剤を予め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１４に振動を与えるか又は
現像剤保持部材１２を予備的に回転して磁性粒子と非磁
性現像剤の比重の差および磁石１３の磁界によりスリー
ブ面に対する磁性粒子の磁気吸着層とその外側の非磁性
現像剤層２４の２層に分離形成させてもよい。

このように磁性粒子と非磁性現像剤を予めほぼ均一に混
合したものを供給した場合でも、十分なスリーブ面に対
する磁性粒子磁気吸着層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。しかし磁性粒子磁気吸着
層の長期的な安定性維持のためには、容器１４内にはじ
めに磁性粒子２０を、次いで非磁性現像剤を供給して上
記２層を形成させることが好ましい。

２層構成とした場合、静止層と循環層よりなる磁性粒子
層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２４は磁性粒子を全く含有し
ないか、僅かの量であるため、磁性粒子層の状態は側転
を長期間続行しても５ はぼ一定に維持され、変化しない。この意味において、
磁性粒子層内の磁性粒子はＩＩＪ　Ｉｔ　ｌ’ｌｌ＋ま
たはその一部ではなく現像装置の一部である。

磁性粒子拘束部ｌたる磁性ブレード２３の−１一部に配
設した磁性粒子循環城限定部］Ａ２７は、磁性ブレード
２３と現像剤保持部材としての現像スリーブ１２との隙
間部ｄからの磁性粒子の漏れを防止し、又磁性粒子の磁
性ブレード上への盛り上がりをなくし、不要な循環によ
る現像剤ｔＪｊ給容温容器内効磁性粒子Ｂｌの減少を防
１にして磁性粒子の循環を安定化させる作用をするもの
で、これにより現像剤保持部材表面に現像剤の薄層を長
期にわたって安定して形成することができる。

第３図会第４図例は夫々−に記磁性粒子循環城限定部材
２７の変形例を示したものである。

第３図例のものは磁性粒子循環域限定部材２７の先端側
を第１図例のものＪ：り容器１４の内方へ廂状にせり出
さぜた形態にしたもので、この廂状せり出しにより磁性
粒子循環域が第１図例の場合よりも狭くなる。その結果
実効的に磁性粒子の量６ を大きくしたことになり、トリボ付与能力が高まる。又
、磁性粒子循環層２０ａの循環の最も動きの早い磁極１
７近傍の磁性粒子分部分に上部の現像剤の圧力（重力）
が直接加わるにようになり。

常に安定した磁性粒子循環状態を得ることが可能である
。

第４図例のものは磁性粒子循環域限定部材２７を磁性粒
子拘束部材たる磁性ブレード２３の上方に空隙２８を存
して配設したものである。この場合、磁性粒子静止層２
０ｂは前述したように現像剤保持部材１２が回転成は回
動駆動されてもほとんど動かないため、磁性粒子循環層
２０ｃの磁性粒子が上記空隙２８に入り込んで有効磁性
粒子量が減少してしまうことはない、逆に磁性ブレード
２３と部材２７が接していないため現像スリーブ１２と
磁性ブレード２３との隙間間隔ｄが設定しやすく、組立
が容易となる。又本例では、現像剤供給器１４と部材２
７を一体化することも可能となり、強度的に有利であり
又コストも安くなる。

現像実行例 第１図例装置に於て、現像剤Ｃｔ持部４１１２としてφ
２０アルミスリーブの表面を７ランダム砥粒により不定
型サンドブラスト施したものを用いた。尚ブラストはガ
、ラスビーズによる定型プラスト或いはエツチング、エ
クストルート加工、サンドペーパ、陽極酸化等により表
面を粗しても良い。

磁界発生手段１３として２極着磁でＮ極、Ｓ極が第１図
で示されるような永久磁石を、Ｎ極の位置を前述のπ（
第２図）＝９０°にして用いた。磁石１３は表面磁束密
度の最大値が約５００ガウスである。尚、使用する現像
剤特に流動性の若干悪い現像剤では、この強さを更に強
くすることが好ましい、目視による観察では、表面磁束
密度が約８００ガウスのマグネッＩ・では第１図Ｃ方向
の磁性粒子循環が約２倍となった。

磁性ブレード２３は１．２■−Ｈの鉄板に化学ニッケル
メッキをしたものである。鉄板の材質として工業的に常
用されるＳＰＣ鋼板、ケイ素鋼板、パーマロイ等が望ま
しい、またこれら磁性体を接線方向の磁界を強めるよう
に着磁しても良い。第２図でθ＝３５°、δ＝８５°、
ｄ＝２５０１Ｌとした。δ−９０°すなわちスリーブの
接線方向でも良いが、機械的精度が悪いと磁性ブレード
２３がスリーブ１２に対し腹当りする場合があり、δ〉
９ｏ０では更にこの傾向が顕著であり、この場合は磁性
粒子を拘束する上で好ましくない。

更にシール部材２１としてポリエチレンテレフタレート
シート（厚さ０　、２ｍ＋ｓ）を８１図のように取りつ
けた。またシール部材２１の代りに、磁極１８との間の
磁界により磁性粒子の漏れを防止するため磁性体からな
る磁性シールを用いても良い。

磁性粒子２０として粒径１００〜８０　ＪＬ（１５０／
２００メツシユ）の鉄製粒子（最大磁化１！３０ｅｍｕ
／ｇ）を用い、非磁性現像剤２４として、スチレン／ブ
タンジエン共重合体系樹脂１００部に同フタロシアニン
系顔料５部から成る平均粒径１ｏＩＬのトナー粉体ニコ
ロイダルシリ力０．８％を外添したブルートナーを用い
た。

９ 而して現像スリーブ１２を矢示１）方向に回転駆動させ
たところ、スリーブ１２１−にコーティング厚約５０〜
１１００ＩＬ、ブローオフｌＪ：で測定したスリーブ上
のトナーのトリポ電荷ｈ１が＋１０７ｔｃ／ｇの良好な
非磁性現像剤のコーティング薄層２４ａが得られた。

又この現像装置をキャノン（株）製ＰＣ−１０型複写機
に組み込み、バイアス重重（２５として周波数１８００
Ｈｚ　、ピーク対ピーク値＋３００Ｖの交流電圧に一３
００Ｖの直流電圧を重畳さけ−たムのを用い、スリーブ
１２とＯＰＣ感光体１１の間隔を　２５０１Ｌｍに設定
し現像を行ったところ、Ｋ「明ＩＩＩ’−解像度の良好
な鮮やかなブルー色の画像を１りだ。

なお、本例では非磁性現像剤２４を用いたが、磁性粒子
２０に比べ著しく弱い磁性であり、トリポ帯電可能であ
れば磁性現像剤も用いることができる。また磁性粒子の
磁気特性によっては、磁性粒子静止層２０ｂがブレード
２３位２１まで到達せず静止層２０ｂとブレード２３と
の間に磁性粒子の存在しない部分ができ、このためブレ
ード２３０ とスリーブ１２間よりトナーが漏出することもある。こ
のため磁性粒子として十分に長いブラシを形成するもの
が望ましい。

以上詳述したように本発明現像装置に依れば、非磁性現
像剤についてこれを現像剤保持部材面に対し各部十分な
帯電量を有し、且つ均一な薄層とし長期にわたって安定
にコーティング形成させることができる。従ってこの薄
い現像剤層により潜像保持体面の潜像を鮮明にけっ解像
性よく現像処理することが可能となる。

又磁性現像剤は色彩の鮮やかなものを得ることができる
から、色再現性に優れた高品位のカラーコピー（単色、
多色、天然色）を得ることができる。また本発明では、
磁性粒子拘束部材を現像剤保持部材の移動方向下流側に
傾けて配置したことから現像剤保持部材上の法線方向の
磁界よりも接線方向の磁界を強くでき、又磁性粒子循環
域限定部材により磁性粒子の安定循環性も相まって磁性
粒子拘束部材部での現像剤のブロッキング、現像剤の融
着や磁性粒子の漏れ等を防止できる。従って現像剤とし
て圧力定着用トナーを用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の一実施例の要部の横断側面図
、第２図は現像スリーブに対する磁性ブレードの配設姿
勢φ角度関係説明図、第３図・第４図は夫々変形例の要
部の横断側面図。 １１は潜像保持体、１２は現像剤保持部材、１３は磁界
発生手段（磁石）、１４は現像剤供給容器、２３は磁性
粒子拘束部材、２７は磁性粒子循環域限定部材、２０は
磁性粒子、２０ｂ・２０ｃはその磁性粒子の静止層と循
環層、２４は非磁性現像剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口を有し、非磁性現像剤と磁性粒子とを収容す
   る現像剤ｔｌ（給容器と、 該開口に設けられ、前記容器の内部と外部とを無端移動
   可能な現像剤保持部材と、 前記現像剤保持部材の列側に前記現像剤保持部材と空隙
   を有し、かつ−１一記現像剤保持部材の移動方向下流側
   に傾けて設けられた磁性粒子拘束部材と、 前記現像剤保持部材の内側で、前記磁性部材に対向する
   位置よりも現像剤保持部材の移動方向上流側に位置する
   磁極を有する固定磁界発生手段と、 上記磁性粒子拘束部材の上部に配設された磁性粒子循環
   域限定部材と、 を有してなることを特徴とする現像装置。