JPS627072A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は像形成体上に形成された静電潜像を現像剤を用
いて可視像化する、電子写真及び静電記録等に適用され
る現像装置の改良に関する。

［従来の技術］ 従来、磁性体を含む１成分系現像剤、あるいはトナーと
磁性体であるキャリアとを混合使用する２成分系現像剤
を用いる現像装置としては、例えば第６図に示されるよ
うな磁気ブラシ現像装置が用いられる。図において１は
矢示方向に回転する像形成体で、例えばＺｎＯ，Ｓｅ等
の感光層であり、２は非磁性の円筒体から成る現像スリ
ーブで矢示方向に回転して現像剤りを現像領域Ｅへと搬
送する。３は磁石ロールで放射状に複数個の異極の磁石
体を交互に配列したもので、その磁力により前記現像剤
りを前記現像スリーブ２へ付着せしめると共に穂立を形
成する。４は現像領域Ｅの上流側に設けられた穂立規制
部材であって、穂立が最良の条件で静ｔｉ’ｌｔ像の現
像がなされるよう現像剤層厚を規制する。５は現像スリ
ーブ２へ印加されるバイアス電源で、例えはトナー飛散
や現像カブリ等を防止する直流バイアス、６は保護抵抗
である。

コノ磁気ブラシ現像装置では、磁石ロール３を固定し現
像スリーブを回転させて現像を行なう方式と、礎石ロー
ル３も回転して現像を行なう方式とがある。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般に現像スリーブ２としては外径が４０〜５゜ｎ程度
で、磁石ロール３も６〜１０極程度のものが用いられて
いた。特開昭５５−１８６５６号公報には３０＋ｘφの
現像スリーブ径の実施例もあるが、小径の現像スリーブ
内に磁力の強い８極の磁石を配列することは加工性や磁
石が高価等より困難で、コスト高となる欠点を有してい
る。

しかし近時複写機業界においては、より一層小型・低コ
ストで手軽な普及機の出現が望まれている。本発明は複
写機等に組込まれて該複写機等のコンパクト化及びコス
ト低減に寄与する教養された現像装置で、さらに現像剤
の現像領域への搬送性がすぐれていて、高濃度で良好な
複写画像を形成できる現像装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的は、主磁極及び之と異極の２極の副磁極より
なる３極の固定磁石体と、該磁石体の外周を回転して現
像剤流を形成する小径の現像スリーブを有する現像装置
において、主磁極の現像スリーブ表面での垂直方向の磁
力を６００〜１４００ガウス、副磁極の現像スリーブ表
面での垂直方向の磁力を３００〜８００ガウスとしたこ
とを特徴とする現像装置により達成される。

［作　用コ 本発明の特徴は現像スリーブを小径（単に径という場合
直径をいう）（好ましくは９〜２５ｓ＋ｍＪとし、之に
伴って現像スリーブ周面長即ち現像剤の現像スリーブ局
面での搬送長が短縮されたことに対応して、磁極の極数
を減らすことについて検討を行ない、固定式の磁石ロー
ルを現像領域に対向する主磁極（例えばＮ極〕と、之と
異極（例えばＳ極）の２つの副磁極とよりなる３磁極と
し、更に現像性及び現像剤の搬送性等に関して実験検討
を行なった結果得られたもので、主磁極の現像スリーブ
表面での垂直方向の磁力を６００〜１４００ガウス（更
に好ましくは７００〜８００ガウスノ、副磁極の現像ス
リーブ表面での垂直方向の磁力を３００〜８００ガウス
（更に好ましくは４００〜８００ガウスラに設定するこ
とで、現像についての諸性能を満足させたものである。

次に上記の発明結果が得られる過程でなされた実験結果
について要約説明を行なう。

（＆）　　第２図は現像スリーブ径と現像性との関係を
示すグラフである。磁石ロールを同条件としながら現像
スリーブ直径を９．１５，２０，２５゜３０鶴の５種に
ついて比較テストを行なった。その結果、同一回転数条
件で比較しても３０ｍφでは現像剤の搬送性が低下し、
コピー濃度も低下することが認められた。即ち、スリー
ブを小径化するために極数を少なくする場合、現像剤の
十分な搬送性を得ることがむずかしくなるが、スリーブ
外径を２５１に以下好ましくは２０ｓ＋ｓとすることに
より、好ましい十分な搬送性を得ることができる。

（ｂ）　　第３図は現像スリーブの線速度（Ｖｒ）と像
形成体の線速度ＣＶｐ）との速度比（Ｖｒ　／　Ｖｐ）
と像形成体上へのトナー付着の状況を示したもので、Ｖ
ｒ　／　Ｖｐ　）　３では飽和状態にある。なおこの実
験では像形成体と現像スリーブとの回転方向は開方　　
　□向とした。複数本のカーブはそれぞれ現像領域及び
穂切規制板部分でのギャップを異にしての比較である。

（０）　　第４図は現像領域で像形成体と対向する主磁
極（川の磁束密度と現像性との関係を示したもので、現
像性の指標として現像時に像形成体に付着したキャリア
個数をもって表示した。現像バイアスを変化させても７
００ガウス以上では有意差は認められなかった。６００
ガウスでは有意差は認められたが、許容内にあった。実
験では１４００ガウス程度までのテストを行なっている
が、有意差はなく必要以上の磁力とすることは徒らにコ
ストアップとなるものである。

（ｄ）　　第５図に示すような磁石ロールについて、副
磁極ＳＩ＋Ｓ＊を種々交換して現像剤搬送性のテストを
行なった結果が下記の通りである。但し現像スリーブ径
２０１１φ、主磁極Ｎは７００ガウスとしている。

磁束密度と現像剤搬送性 上記実験から副磁極Ｓ、、Ｓ、は何れも、現像スリーブ
表面での垂直方向の磁力は３００ガウス以上、好ましく
は４００ガウス以上を必要とするとの結論を得た。

尚、以上のように、小径スリーブを用いる場合、内部の
磁石を小型にするため、十分な磁力を得るのが困難であ
る。磁石ローラを回転するものにおいては、該ローラに
設けられた有効な磁石すべてがほぼ同一の磁束密度を有
す必要があるが、現像域での十分な磁束密度を得るため
には、すべての磁石を強い磁石にしなければならないの
で高価となり、また小径化の限界も限られる。しかし本
発明の如く、磁石ローラを固定すれば、主磁極を現像性
キャリア付着を慮り十分強くシ、副磁極は搬送性を慮っ
て十分な磁束密度を得ればよいので即ち、副磁極は、現
像域に対向した主磁極に比し、小さい磁束密度でよいの
で、磁石ローラ回転（７’ｌモのに比し安価で、また副
磁極の磁石を小さくすることができ、十分な小径現像ロ
ーラの十分な小径化を達成できる。

［実施例コ 第１図は本発明の実施例を示す現像装置の要部断面図で
、現像スリーブ及び磁石ロールを数種作製し現像を行な
っての比較をした。（１−１）。

（１−２）、（］、−３）は本発明の実施例で、（２−
１１）ないしく　２−４３）は本発明と対比したもので
ある。

比較に先だって共通の事項について説明する。

１０は像形成体で、次の構成をもった有ｉ感光体で矢示
方向に２００　ｒｐｍで回転する。

（有機感光体の構成） 支　持　体・・・アルミニウム製５０１１１φドラム中
　間　要用塩化ビニルー酢酸ビニル共重合体（０，１μ
ｍＪ９［） 電荷輸送層・・・トリフェニル了ミノスチリルをポリカ
ーボネートに分散した層 （２０μｍ厚） 電荷発生層・・・ビスアゾ顔料をポリカーボネートに分
散した層 （１μｍ厚） 以上の各層を順次積層してなる正帯電性感光体りは２成
分系現像剤で下記の構成をもつ、（現像剤の構成ノ トナー・・・・・・スチレンアクリル樹脂中にカーボン
ブラックを７重量％分散含有し、か つ疎水性シリカを０．４重量％外添し た平均粒径１２μｍの負帯電性トナ ー〇 キャリア・・・７０μ工径のフェライト粒子にスチレン
アクリル樹脂をコートした平均 粒径７０μｍのキャリア。

現像剤・・・・・・９５重量％の前記キャリアと５重量
％の前記トナーを混合したもの。

２０はアル％％　ニウムを材料とする肉厚１１ｍの薄肉
円筒の現像スリーブで、外面はサンドブラスト（＄３０
）によって粗面としたものである。矢示方向に像形成体
１ｏの線速度ＶＷに対し、約３．３ｖｐの周速度で回転
する。

３０は磁石ロールで固定し、アルミ製のロール３４に、
Ｎ極（→を外方にもった主磁石３１と、現像剤搬送用の
Ｓ極（ｓ＋、Ｓｔ）を外方にもった副磁石３２．３３を
一体成形したものである。Ｎ極及び”Ｉ＋Ｓｌ極の極配
置関係は第５図に示すようなもので、主磁極Ｎは現像領
域Ｅに対して５°上流側に振った位置で対向する。なお
、主磁極Ｎは幅８關、厚み６ｉＩｉ＋の断面形状のもの
で、副磁極Ｓ、、Ｓ、は幅５ｍＫ、４１１１Ｌの断面形
状のものである。

４０は穂立規制部材であって、像形成体１０周面と０．
５１ｓｏｓの間隙をもってセットする。一方像形成体１
０と現像スリーブ２０との現像領域Ｅにおける間隙は０
．５１ｍとする。穂立規制部材４゜は、主磁石３１と副
磁石３２との間にあり、副磁石３２と２５°の角度位置
とした。なお上記の２５゜の角度位置は、その前後に穂
立規制部材４０を移動させて設けた時との対比において
最良の角度位置であって、穂立規制部材４０と現像スリ
ーブ２０との間隔Ｈａｕｔを各種（０，４〜０．６１１
　）変化させても、良好な現像剤密度をもって現像剤の
搬送がなされる。

１０２は攪拌手段で、径３０　ＩＫの楕円羽根で、現像
スリーブ２ｏと同方向に２０Ｏｒ、ｐ、ｍで回転し５、
ケーシング１０１内の現像剤り及び補給トナーＴを攪拌
混合して均一な混合状態の現像剤とし、現像スリーブ２
０へと供給する。ケーシング１０１と攪拌手段１０２と
は２．５Ｈの間隙を設けである。

１０３はトナーホッパで、内部のトナーＴを補給ローラ
１０４によって供給するようにしたもので、ケーシング
１０１内の現像剤を常に一定のトナー濃度とする。

ケーシング１０１内には山形突起１０５が設けられてい
て、現像領域Ｅで現像をおえだ現像剤は山形突起１０５
によりガイドされ、前記攪拌手段１０２へと搬送され、
攪拌混合がなされる。

以上の共通条件下で、現像スリーブ２．０外径ＣＤｔｘ
ｘ）、主磁石３１の現像スリーブ表面での垂直方向の磁
力（Ｎガウスノ、副磁石３２．３３の現像スリーブ表面
（正確にはスリーブ表面から２ｆｌ離れた位置〕での垂
直方向の磁力（Ｓ、、Ｓ、ガウスノについて各種の組合
せで試作を行ない、テストを行なった結果は下表の通り
である。なお下記のテストには、横河北辰電機製のガウ
スメータ（ガウスメーター３２５１．プローブ３２５２
−０１）を用い、ホール素子をセンサにもつプローブに
よって磁束密度の測定を行なった。

ぼ等を樫白 パ°′　　ノ゛′ ＼５二／ （１−１）、（１−２）、（１−３）は何れも本発明の
実施例で、何れも良好な現像性能を示した。

テスト結果として共通していることは、主磁極（Ｎ）の
磁力が弱いとキャリヤ付着が多く現像性能は悪いと評価
された。また現像領域での穂立が不充分で、トナー像に
は画像のアレが認められ、黒化度に関してもトナーのノ
リが不充分であった。

また副磁極（Ｓ＋、Ｓｔ）の磁力が弱いと、現像剤の搬
送性の低下が認められ、ベタ黒画像の現像を行なうと、
トナー像は後端に向ってトナー濃度が　　　□低下する
ことが認められた。この傾向は現像スリ　　　　□−１
３０＋ｔφについて更に顕著であった。

以上、本発明による現像装置の説明を行なった　　　□
が、本発明に用いられる像形成体としては、金属または
導電化されたプラスチック等の基体上に必要により中間
層を設け、この上にＺｎ、　Ａ／　、　Ｓｂ　。

Ｏｄ、Ｍｏ、Ｈｇの酸化物、沃化物、硫化物、セレン化
物等の光導電物質をバインダー樹脂中に分散した感光層
、Ｂｅ、ＳｉもしくはＳｅとＴｏ、Ｓｂ。

Ｂ１等との合金を蒸着した感光層または有機感光層を設
けたものがある。また前記有機感光体としでは、ペリレ
ン誘導体、クロルダイアンブルー、メチルスカリリウム
、ビスアゾ顔料、多環顔料等の有機光導電物質を必要に
より樹脂中に分散した電荷発生層と、オキサジアゾール
誘導体、ピラゾリン誘導体、ポリアリールアルカン系芳
香族子ミノ化合物、ポリビニルカルバゾール等を必要に
より樹脂中に溶解または分散した電荷輸送層とから成る
、正帯電性または負帯電性の複合感光体がある。本発明
は之等の何れの感光体にも適用されるものである。

また現像剤に関しても前記のものに限定されるものでは
なく、１成分系現像剤に対しても適用されるものである
。

また穂立規制部材と現像スリーブとの間隙及び現像スリ
ーブと像形成体との間隙についても本実施例に限定され
るものではない。之等に関しても最適の間隙値はＯ１１
〜１．２１ｍｌの範囲にあることが好ましい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の現像装置によれは、装置は
従来になくコンパクトで低コストとなり、しかも高濃度
で良質の複写画像が得られる等の効果が生じることとな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す現像装置断面図。 第２図はスリーブ径とコピー濃度の関係を示すグラフ。 第３図はＶｒ　／　Ｖｐとトナー付着量との関係を示す
グラフ。 第４図は磁束密度と付着キャリアとの関係を示すグラフ
。 第５図は磁石ロール断面図。 第６図は従来の現像装置の断面図。 １０・・・像形成体　　　　　２０・・・現像スリーブ
３０・・・磁石ロール　　　　３１・・・主磁石３２．
３３・・・ｉ［Ｉｉ石　　　３４・・・ロール４０・・
・穂立規制部材　　　１０１・・・ケーシング１０２・
・・攪拌手段　　　　Ｄ・・・現像剤Ｅ・・・現像領域 Ｈ０５願人　　小西六写真工業株式会社第１図 第２図 スリーブイ（ト 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主磁極及び之と異極の２極の副磁極よりなる３極
   の固定磁石体と、該磁石体の外周を回転して現像剤流を
   形成する小径の現像スリーブを有する現像装置において
   、主磁極の現像スリーブ表面での垂直方向の磁力を６０
   ０〜１４００ガウス、副磁極の現像スリーブ表面での垂
   直方向の磁力を３００〜８００ガウスとしたことを特徴
   とする現像装置。
2. （２）前記現像スリーブの直径が２５ｍｍ以下９ｍｍ以
   上である特許請求の範囲第１項記載の現像装置。