JPS6296977A - 現像剤薄層形成装置 - 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】 挟ＪＬｉ舅 本発明は、非磁性現像剤により静電潜像を現像する現像
装置に使用可能な現像剤薄層形成装置間する。

１見且遣 従来、乾式−成分現像装置としては各種装置が′提案さ
れまた実用化されている。しかし、いずれの現像方式に
おいても乾式−成分現像剤の薄層を形成することは、極
めて難しく、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、な
どの向上が求められている現在、乾式−成分現像剤の薄
層形成方法およ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−成分現像剤の薄層を形成する方
法としては、特開昭５４−４３０３７号が提案されてお
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（磁性体は通常黒色である）を内添
するためにカラー再現の際の色彩の悪いこと等の問題点
がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方法として、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
塗布する方法が提案されている。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
賦与は行なわれないため、かぶり等の発生しやすいとい
う問題点があった。

またこの様な現像法に於ては静電像の有無にかかわらず
現像剤が像担持体面と接するので、非画像部即ち静電荷
のない部分に於ても現像剤付着が生じ、特に摩擦帯電賦
与が十分でない現像剤は非画像部に付着しやすく、これ
がカブリとなって不良な画像を与えることになった。

ｌ１二上Ｊ 本件出願−人は上述の従来方法と全く異なる現像装置と
して、非磁性現像剤と磁性粒子を用い、現像剤保持部材
に対向して磁性粒子拘束部材を設け、該保持部材表面の
移動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁界発生手
段の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形成し、磁
性粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、非磁性現
像剤の薄層を現像剤保持部材に形成する現像剤薄層形成
装置を既に提案した。

本発明はこの現像剤薄層形成装置をさらに改良し、簡易
な構成により良好な磁性粒子の拘束性と安定性を保証し
、現像剤の薄層を現像剤保持部材表面に長期にわたって
安定的に形成し、良好なコピー画像の得られる現像剤薄
層形成装置の提供を目的とする。

本発明はさらに、簡易な構成により、地力ブリのない良
好なコピー画像の得られる現像剤薄層形成装置の提供を
目的とする。

１１立１」 本発明によれば、開口を有し現像剤と微少量の磁性粒子
とを収容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非磁性の現像剤保
持部材と、該現像剤保持部材の内部に設けられた磁界発
生手段と、該磁界発生手段の磁極の現像剤保持部材回転
方向下流側位置で該現像剤保持部材に当接するように付
勢された端部を有し、該端部から該回転方向下流側に傾
斜して設けられ、現像剤保持部材に弾性的に当接するブ
レードと、を有し、前記現像剤保持部材を無端移動させ
て前記保持部材移動方向で前記ブレードの下流における
現像剤保持部材上に現像剤の薄層を形成することを特徴
とする現像剤薄層形成装置が提供されるので、簡単な構
成で良好な磁性粒子の拘束を確保しつつ、現像剤を充分
に帯電できるので地かぶりのない良好な画像を提供する
ことができる。

実１例 第１図は本発明の実施例による現像剤薄層形成装置の部
分断面図である。

この実施例において、現像剤薄層形成装置は矢印ａ方向
に回転する潜像相持体としての感光体ｌ上゛の静電潜像
を現像するものである。感光体１としては、例えばカー
ルソンプロセスにより静電潜像を形成したいわゆるゼロ
グラフ感光体、特公昭４２−２３９１０号公報に記載の
ＮＰプロセスにより静電潜像を形成した表面に絶縁層を
有する感光体、静電記録法により潜像を形成した絶縁体
、転写法により静電潜像を転写した絶縁体、その他適宜
の方法により静電潜像（あるいは電位潜像）あるいは磁
気潜像を形成保持させた部材である。

現像剤薄層形成装置は現像剤供給容器２、現像剤保持部
材としてのスリーブ３、磁界発生手段としての磁石４お
よび弾性体ブレード６を有する。

容器２は現像剤薄層形成装置の長手方向（紙面に直角な
方向）に延在する開口部を有し、その開口部には現像剤
保持部材としての現像スリーブ３が設けられ、これは例
えばアルミニウム等の非磁性材料製である。スリーブ３
は図において前記開口に、右略半周面を容器２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、矢印す方向に回転駆動される。現
像剤保持部材３は上記円筒体（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、また導電
性ゴムローラーを用いてもよい、該現像スリーブ３の容
器外露出面は、感光体ｌの表面に僅小な隙間を存して対
面ないしは接触している。

磁石４は現像スリーブ３内に設けられ１本実施例では固
定された永久磁石であり、スリーブ３が回転駆動された
場合も、固定位置および姿勢を維持し、固定的な磁界を
発生する。この磁石４は磁極５　（Ｎ極）を有する。磁
石４としては永久磁石に代えて電磁石を配設してもよい
。

弾性体ブレード６はスリーブ３の外表面に接触して設け
られている。接触点は磁石４の磁極５の位置よりもスリ
ーブ３回転方向下流側であり、弾性体ブレード６は同下
流側に傾いて（すなわち、スリーブ回転方向に対向して
）設けられている。

磁石４は前記接触点よりも上流側に少なくとも１つの磁
極を、有する。

また容器２の内部には微少量の磁性粒子７と現像剤８と
が投入されており、磁性粒子７は磁石４による磁界の作
用で容器２の表面上に拘束され、磁気ブラシを形成して
いる。ここで微少量とは現像剤供給容器開口部での現像
剤相持体表面に対して規制ブレード部近傍のみ存在する
ような微少量、より具体的にはブレード部近傍に存在し
てその近傍の現像剤相持体表面が磁性粒子によってほと
んど覆われず現像剤へ開放される状態を形成できる量で
ある。さらに具体的にはこの開放が、ブレード部近傍の
磁性粒子７間城で９０％以上の現像剤担持体表面が磁性
粒子から開放されるような量である０本発明の実施例に
よれば弾性的に現像剤相持体表面へ当接せしめられるブ
レード先端部近傍の現像剤容器内に微少量磁性粒子を有
し、ブレード先端部近傍に微少量磁性粒子の循環を形成
せしめ、現像剤担持体表面に付着する現像剤の撹拌を生
じさせると共に現像部へ至る現像剤担持体表面上に現像
剤の薄層が形成される。

つぎに第１図実施例の作用について説明する。

スリーブ３が矢印すの方向に回転すると、磁性粒子７は
磁石４によっで形成される磁界に拘束されつつスリーブ
３の回転方向に搬送される。しかし磁性粒子７は弾性体
ブレード６の端部によって搬送を阻止され容器２の外部
には出す、重力および磁力によって磁極５付近に向って
落下する。この時、磁性粒子７は弾性体ブレード６の端
面近傍で循環するとともに磁極５付近で激しく振動する
。

この振動は磁性粒子が微少量であるため、スリーブ３に
よる搬送力、ブレード６による反転力、磁力による引戻
し力および重力による引戻し力によって激しく振動する
ものである。一方、磁性粒子７間に混入している現像剤
８は、弾性体ブレード６とスリーブ３との接触部に侵入
しスリーブ３表面上を容器外に搬送される。

磁性粒子７の循環および振動に伴ない、容器２の内部で
は現像剤８が撹拌され同時に磁性粒子７と摺擦されるこ
とによって摩擦帯電を受ける。さらに、現像剤８は弾性
体ブレード６とスリーブ３との接触部を通過するときに
、スリーブ３表面と弾性体ブレード６によって摺擦され
、さらに摩擦帯電を受ける。このようにして現像剤８は
充分な摩擦帯電を受けることができる。この結果、現像
像において画像濃度を確保し、さらに地かぶりを減少さ
せることができる。

このようにして充分な摩擦帯電を受けた現像剤８は上記
接触部を通過してスリーブ３上の現像剤薄層として形成
され、スリーブ３上を感光体１と対向する現像部へ運ば
れる。現像部において、一部の現像剤は現像動作により
消費され、他の現像剤はスリーブ３の回転とともにスリ
ーブ３の下部より回収される。この回収部分にはシール
部材９が設けられ現像で消費されなかった現像剤の容器
２内への通過を許容するとともに、容器ｚ内の磁性粒子
７および現像剤８が容器２の下部から漏出することを防
止する０回収されたスリーブ３上の現像剤は磁性粒子７
の循環および振動によって、一旦掻落されその後、磁性
粒子７によって撹拌混合され再び現像剤薄層としてスリ
ーブ３の表面上に塗布される。このようにして現像で消
費されなかった現像剤はスリーブ３表面から一旦掻落さ
れるので、現像後のスリーブ３表面上の残留現像剤量の
ばらつきにかかわらず、前記接触部を通過した後の表面
上には均一な厚さの現像剤薄層が形成される。また、こ
のようにして現像剤が一旦掻落されるので、スリーブ３
上の現像剤が入代るため現像剤の過剰帯電すなわちチャ
ージアップが防止される。

現像方法としては例えば特公昭５８−３２３７５に記載
の方法、すなわち感光体ｌと現像スリーブ３との間に微
小な間隙を設け、これらの間に直流を重畳した交番電流
を印加して、現像スリーブ３上の薄層現像剤を感光体上
の静電潜像に画像状に転移させる方法を用いることがで
きるが、その他、接触現像法でも利用できる。

つぎに弾性体ブレード６について詳細に説明する。

第２図は本発明を使用しない場合の現像剤薄層形成装置
の弾性体ブレード付近の断面図である。

本図におい・ては弾性体ブレード６はスリーブ３の回転
方向に関して上流側に傾けられている（スリーブ回転方
向に対して順方向）、この構成では、スリーブ３の回転
時、磁性粒子７が弾性体ブレード６の先端部近傍に詰ま
り、磁性粒子７の循環および振動が行なわれず、したが
って、充分な摩擦帯電が行なわれないことに加えて、容
器２の上部の現像剤８を磁性粒子７間に充分に取込めな
いため、現像剤薄層にむらを生じ易いことが判明した。

また、弾性体ブレード６とスリーブ３との接触部分に磁
性粒子７が進入し、このため、これらの間の接触圧力が
不均一となり、形成される現像剤薄層に筋状のむらが発
生する。さらにこの場合、磁性粒子７がスリーブ３に部
分的に押付けられ、スリーブ３の表面に損傷が発生する
。

第３図は本発明を使用した場合の現像剤薄層形成装置の
弾性体ブレード付近の断面図である。本図の構成では弾
性体ブレード６はスリーブ３の移動方向の下流側に傾け
られている（スリーブの回転方向に対向する）、この構
成においては、スリーブ３の回転により搬送された磁性
粒子７は弾性体ブレード６の先端部で上方に持上げられ
、重力および磁力により磁極５付近に落下し矢印Ｃ方向
に循環を繰返すことができ、さらに磁極５付近では磁性
粒子７が著しく振動することが確認された。

この磁性粒子７の循環および振動作用により、現像剤は
充分に摩擦帯電されるとともに、容器２の上部からスリ
ーブ３の表面上に安定的に供給される。さらに上記作用
によって、スリーブ３上の残留現像剤を掻落すことがで
きるため、前記の弾性ブレードを用いることの効果と組
合わされて均一な厚さの現像剤薄層が安定的に形成でき
る。

つぎに弾性体ブレード６の材料としては、例えばＪＩＳ
硬度４０〜８０°のゴム、好ましくは５０〜７０°のも
のが現像剤薄層の安定形成のためによい。弾性体ブレー
ド６の厚さは磁性粒子７が弾性体ブレード６の背面上に
乗り上げることを妨げるために、ある程度の厚さを有す
ることが好ましく、発明者の実験および考察によれば、
１ｍｍ以上好ましくは２．０ｍｍ以上である。

第４図は弾性体ブレード取付構成を示す断面図である０
弾性体ブレード６はスリーブ３の表面に押付けられて接
触しているので、図示の如く変形している。これにより
、ブレード６の端部はスリーブ３に当接するように付勢
される。なお、ここでブレード端部とは、ブレード先端
、該先端を含む近傍または先端を含まない先端近傍であ
る。

ブレード６は該端部からスリーブ回転方向下流側に傾斜
する０点線はスリーブ３が存在しないと仮定したときの
弾性体ブレード６の状態を示す、直線ｍはスリーブ３の
中心を通る鉛直線、直線ｎは弾性体ブレード６とスリー
ブ３の接触部Ｑとスリーブ３の中心を通る直線、直線文
はスリーブ３の中心と磁極５の中心を通る直線である。

直線ｍと直線ｎのなす角をＸ、直線ｎと直線文のなす角
をｙとする０面Ｔは、弾性体ブレード６がスリーブ３と
接触して変形されない状態における、弾性体ブレード６
の底面である０点Ｐは面Ｔとスリーブ３の表面との交線
の断面、角度θは点Ｐを通るスリーブ３の接線と面Ｔと
のなす角、距離ｄは面Ｔがスリーブ３の内部に進入して
いる長さである。ここで直線ｍは点Ｐを通っているが、
これは必ずしも必要なことではない。

角度θとしては、スリーブ３の回転時、それとの摩擦力
により弾性体ブレード６が反返えるなどの問題を発生さ
せないために、θ°から４０°、好ましくは２″から２
０”の範囲である。

また、弾性体ブレード６の進入量ｄは０．５〜２ｍｍが
好ましく、しかも弾性体ブレード６の先端のエツジ部が
スリーブ３に対して接触していることが好ましい、これ
は弾性体ブレード６の先端のエツジ部がスリーブ３表面
と離れていると、この間隙に磁性粒子７が侵入し、接触
圧力の均一性を損なうとともに、スリーブ３表面を損傷
する可能性があることが判明したからである。

さらに、上記角度Ｘおよびｙについては、つぎの条件を
満すことが好ましい。

Ｘ≧Ｏ ｙ＞。

ｚ　＋　ｙ　＜　９０゜ 角度Ｘについては、Ｘ＜Ｏの場合には、弾性体ブレード
６の先端部において、重力の方向が弾性体ブレード６の
方向に向うため、磁性粒子７が弾性体ブレード６先端部
近傍に滞留する傾向にあり、磁性粒子７の良好な振動お
よび循環を妨げるが判明した０重力の関係により角度Ｘ
の好ましい範囲は５＜ｘ＜４０”である。

角度ｙについては、ｙ≦０°の場合磁性粒子７が弾性体
ブレード６先端部近傍に張り付き、循環および振動が行
なわれず、好ましくないことが判明した。さらに、３０
”　＜ｙ＜６０°の場合に、特に良好な循環および振動
が行なわれ、好ましいことが確認された。

角度ｘ＋ｙについては、ｘ＋ｙ＞９０°の場合、磁性粒
子７がスリーブ３上を弾性体プレー１６位置まで良好に
搬送されず、重力により磁性粒子７がスリーブ３内で＃
散し弾性体ブレー゛ドロ直前で循環および振動する磁性
粒子７が存在しなくなり、好ましくないことが判明した
。

上記の考察より、更に好ましい範囲はつぎの通りである
。

５＠＜ｘ＜４０゜ ３０”　＜ｙ＜ｓｏ＠ ｘ＋ｙ＜９０” この範囲では、特に磁性粒子７の循環および振動が充分
に得られ、したがって安定した現像剤塗布が得られる。

スリーブ３表面は、鏡面とするよりも微小な凹凸を設け
ることが磁性粒子７の循環および振動の点から好ましい
。

磁性粒子７としては、鉄粉、フェライト粉体などを用い
ることができる。さらに、これらに現像剤８の帯電極性
に合せて樹脂コーティングしたものはさらに好ましい、
磁性粒子７の粒径は５０〜２００ｇｍのものを用い得る
。５０ｇｍ以下では、磁性粒子７の流動性が悪く、充分
な循環および振動が得られず、現像剤８の取込み量が少
なくなり、現像剤８の安定した薄層が形成されないこと
が確認された。また、２００　ｇｍ以上の粒径の場合は
、現像剤８の供給は充分に行なわれるものの、摩擦帯電
が充分でないので好ましくない、この範囲の中でも、８
０〜１５０　、ｐｍが充分な磁性粒子７の循環および振
動を得るために特に好ましい。

第５図はつぎに本発明に係る現像剤薄層形成装置を用い
た現像装置の具体例の断面図である。この図においては
第１図と同一の参照符号を対応する部材および手段に付
したので、これらについては詳細な説明を省略する。

スリーブ３としては直径２０　ｍ　ｍのアルミニウム酸
のスリーブの表面を７ランダム砥粒により不定型サンド
ブラスト処理したものを用い、磁石４としては、磁束密
度のピーク値８００ガウス、半値幅６０°のものを用い
た０弾性体ブレード６とし、ではシリコンゴム（ゴム硬
度ＪＩＳ６０＠、厚さ２ｍｍ）を用いた。これらの取付
位置は、θ＝１０＠　、ｄ＝ｌ　　、Ｏｍｍ、ｘ＝１５
°　、ｙ＝５０°とした。

磁性粒子としては粒径１００〜８０４ｍ（１５０／２０
０メツシユ）の鉄製粒子（最大磁化＝１９０ｅｍｕ／ｇ
）にアクリル系およびフッ素系樹脂をコーティングした
ものを用い、現像剤としてはスチレン／アクリル樹脂と
スチレンブタジェン樹脂の共重合体１００部にペリレン
系赤の顔料５部からなる平均粒径１３ＩＬｍのトナー粉
体にコロイダルシリカ１．０％を外添した赤トナーを用
いたとことろ、上述の塗布作用によりスリーブ上に約５
０Ｂｍの均一な塗布層が得られた。この層の帯電量をブ
ローオフ法で測定したところ、電荷量は＋１２　ｇ　ｃ
　／　ｇで、これは充分な値である。

ここで使用する現像方法としては、特公昭５８−３２３
７５に記載の方法が好ましい、電子写真感光体とスリー
ブ３との間にはバイアス電源により電圧が印加される。

バイアス電源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、現像方法はこれに限られるも
のでなく、現像剤薄層を感光体ｌに接触させて現像して
もよい。

この現像−剤薄層形成装置をキャノン株式会社製のＰＣ
−２０複写機に組込み、バイアス電源として周波数１６
００Ｈｚ、ビーク・ビーク電圧１３００■の交流電圧に
、−３００Ｖの直流を重畳させたものを用い、感光体上
の潜像１の表面電位を暗部−５４０ｖ、明部−２２０ｖ
にし、スリーブ３と感光体ｌ（有機光導電体）の間隔を
２５０４ｍに設定して現像を行なったところ、反射濃度
１．２の良好な赤色の画像を得ることができた。

さらに、１０００枚の画像形成を連続的に行なったとこ
ろ、最終の画像形成に至るまでスリーブゴーストのない
良好な画像を得ることができた。

本発明の現像剤薄層形成装置における磁性粒子の量の影
響を調べるために、ベタ黒画像の場合の現像ムラ（スリ
ーブゴースト）を反射濃度で測定した。その結果を表１
に示す。

表１ 磁性粒子が存在しない場合は現像ムラが著しく、現像ス
リーブの単位長さ当り（長手方向）０．０１〜０．５ｇ
／ｃｍ（スリーブ３の中心線とブレード６の先端を結ぶ
面とスリーブ３の中心線と磁極の中心線とを結ぶ面に挾
まれる容器内の空間に存在する全磁性粒子量（ｇ）をス
リーブの有効長（ｃｍ）で割った値）では肉眼では現像
ムラが認識できない程度であり、また１、０ｇ／ｃｍで
は、再度現像ムラが顕著になる。

磁性粒子を単位長さ当り０．０１〜０．５ｇ／ｃｍとい
う微少量しか用いないため磁性粒子は磁極に強く拘束さ
れ、現像剤薄層形成装置に強い衝撃が加わっても、磁性
粒子が偏ることがなく、安定した薄層を得ることができ
る。

上記実施例では非磁性現像剤を使用したが、磁性粒子に
比較して磁性が弱くかつ摩擦帯電可使であれば、磁性現
像剤も使用回走である。

さらに、第６図に示すように、スリーブ３内の磁石４の
磁極をさらに増加させて、感光体１側にも磁極を設け、
スリーブ３の回転とともに弾性体ブレード６の下側を通
過したわずかな磁性粒子を搬送してスリーブ３内に回収
してもよい。

先用旦遣」 以上説明のごとく本発明によれば、均一な現像剤層厚と
均一で充分な量の摩擦帯電電荷を有する現像剤Ｓ層が安
定的に形成されて、この現像剤薄層を現像動作に使用す
ることにより、良好な画像を安定的に得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による現像剤薄層形成装置の部
分断面図である。 第２図は本発明を使用しない場合の現像剤薄層形成装置
の弾性体ブレード付近の断面図である。 第３図は本発明を使用した場合の現像剤薄層形成装置の
弾性体ブレード付近の断面図である。 第４図は弾性体プレーどの取付構成を示す断面図である
。 第５図は本発明による現像剤薄層形成装置を使用した現
像装置の具体例の断面図である。 第６図は本発明の他の実施例による現像剤薄層形成装置
の断面図である。 １１立１」 ｌ：感光体 ２：容器 ３ニスリーブ ４：磁石 ５：磁極 ６：弾性体ブレード 第１図 第４図 第５　図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 開口を有し現像剤と微少量の磁性粒子とを収容する現像
   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
   能な非磁性の現像剤保持部材と、 該現像剤保持部材の内部に設けられた磁界発生手段と、 該磁界発生手段の磁極の現像剤保持部材回転方向下流側
   位置で該現像剤保持部材に当接するように付勢された端
   部を有し、該端部から該回転方向下流側に傾斜して設け
   られ、現像剤保持部材に弾性的に当接するブレードと、 を有し、前記現像剤保持部材を無端移動させて前記保持
   部材移動方向で前記ブレードの下流における現像剤保持
   部材上に現像剤の薄層を形成することを特徴とする現像
   剤薄層形成装置。