JPS6314182A - 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】 良圭豆ｊ 本発明は電子写真法あるいは静電記録法などによって形
成された潜像を現像する現像装置に関する。

１】」Ｌ週 従来乾式現像法としては各種方法が提案され、又実用化
されている。しかし主流である２成分磁気ブラシ摺擦現
像では、ベタ画像部に発生する摺擦跡が生じ、その為に
スリーブの回転の高速化。

スリーブに塗布される現像剤の多量化を余儀なくされて
いる。このため現像器構成の下型化、複雑化、トナー、
キャリア飛散が問題になった。そこで、上記の問題を解
決すべく、スリーブに塗布される磁性キャリアを少量に
し、キャリアに対するトナーの比を高めて交番電界を与
えて、優れた画像形成を達成する方法も提案されている
（特願昭６Ｏ−２０４６０５）、Ｌかし、より一層の高
速現像を行う場合、この提案ではキャリアに対するトナ
ー比を高めているためトナーとキャリアとの間の摺擦が
不十分になる場合があり、この時電荷が十分に付与され
ないトナーが生じ、地力ブリとして画像を汚す欠点が生
じ、さらにトナー飛散に対しても問題が見られた。

ｉ且ユ１通 本発明は上述の従来の事情に鑑みなされたもので、現像
装置の大型化、複雑化することなく、高速現像が達成で
きる現像装置を提供することを目的とする０本発明の特
に特別な実施例の目的は、スリーブ、ベルト等の現像剤
担持体に塗布される磁性キャリアを小量化し、かつキャ
リアに対するトナーの割り合いも低く抑えて、トナー、
キャリア飛散も防上できる現像装置を提供することであ
る。

魚」Ｌ例」Ｌ遷 本発明によれば、静電潜像担持体上の静電潜像を現像す
る現像装置であって、トナー粒子と磁性粒子とを有する
現像剤を収容する現像剤容器と、前記静電潜像担持体と
対向して、トナー粒子を該静電潜像担持体に供給する現
像部を形成するとともに、前記容器からトナー粒子と少
量の磁性粒子とを該現像部に担持搬送する現像剤相持部
材と、前記現像剤担持体の回転方向で現像部の上流に位
置し該現像剤担持部材表面から離間している規制部先端
を有する現像剤規制部材と、前記現像剤担持部材の前記
規制部材と反対側に設けられ、前記現像剤担持部材と潜
像担持体との最近接部を避けて最近接部よりも前記現像
剤担持体の回転方向に関して上流側に設けられた現像用
磁界発生手段と、を有し、前記現像用磁界発生手段の作
る水平磁界が最近接部に及ぶようにして、現像剤担持部
材と潜像担持体との間で且つ最近接部よりも上流側に現
像剤溜りを形成したことを特徴とする現像装置が提供さ
れ、これによれば、地力ブリがなく小型の高速現像を達
成できる現像装置とすることができる。

見上ｊ 第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図である
。

本図において、１は像されるべき静電潜像を担持する静
電潜像担持体であり、具体的には無端移動可能な感光ド
ラムあるいはベルトもしくは誘電体ドラムあるいはベル
トなどである。この上に静電潜像を形成する方法は本発
明の要旨ではなく。

公知の方法でよい０本実施例では静電潜像担持体は電子
写真法によって静電潜像が形成される感光ドラムであり
、矢印ａの方向に回転可能である。

本実施例の装置は現像剤容器２１、現像剤保持部材であ
る現像スリーブ２２（以下単にスリーブと呼ぶ）、磁界
発生手段である磁石２３、スリーブ２２上で現像部に搬
送される現像剤の量を制御する規制ブレード２４（以下
中にブレードと呼ぶ）などを有する。以下それぞれの構
成を説明する。

容器２１は磁性粒子２７とトナー粒子２８とを混合物と
して有する現像剤を収容する。容器２１は第１図左下部
に開口を有する。

スリーブ２２は、例えばアルミニウムなどの非磁性材料
製であり、容器２１の上記開口部に設けられ、その表面
の一部で露出させ、他の面を容器２１内に突入させてい
る。スリーブ２２は図面に直角な軸の回りに回転可能に
軸支され、矢印すで示す方向に回転駆動される０本実施
例ではスリーブ２２は円筒状のスリーブであるが、これ
は無端ベルトでもよい。

スリーブ２２と潜像担持体との間に現像部を構成する。

この現像部にはトナーおよび磁性粒子がスリーブ２２に
よって搬送される。

磁石２３はスリーブ２２内部に静止的に固定され、スリ
ーブ２２の回転時も不動である。磁石２３は後述のブレ
ード２４と協（動してスリーブ２２上への現像剤塗布量
を制御するＮ磁極２３ａ、現像磁極であるＳａｉ極２３
ｂ、現像部通過後の現像剤を容器２１内に搬送するＮ磁
極２３ｃおよびＳ磁極２３ｄを有する。Ｓ極とＮ極は逆
でもよい、この磁石は本実施例では永久磁石であるが、
これに代えて電磁石を使用してもよい。

ブレード２４は本実施例では、少なくともその先端が例
えばアルミニウムなどの非磁性材料製であり、容器２１
の開口の上部近傍でスリーブ２２の長手方向に延在し、
その基部は容器２１に固定され、先端側はスリーブ２２
の表面に間隙をもって対向している。

電源３４は潜像担持体ｌとスリーブ２２との間に電圧を
印加して、それらの間の空隙に交互電界を形成させ、ス
リーブ２２上の現像剤からトナー−を潜像担持体１に転
移させる。電源３４による電圧は正側と負側のピーク電
圧が同じである対称型交互電圧でも、このような交互電
圧に直流電圧を重畳した形の非対称交互電圧でもよい。

容器２１の下部は潜像担持体１の方向に延びて延長部を
構成し、現像剤（特にトナー粒子）が外部に漏れること
を防止している。

ここで本発明の特徴である現像磁極２３ｂについて詳細
に説明する。

現像磁極２３ｂは像担持体１とスリーブ２２の最近接点
よりスリーブ進行方向上流側に約１５゜ずらして設定さ
れている。さらに、前記最近接部が現像磁極２３ｂの磁
束密度分布２７内に位置するように設定する。像担持体
ｌとスリーブ２２の距ｆｉ（Ｓ−Ｄ距ＡＩ）は約３５０
ＪＬｍ　　（最近接部）であり、磁性粒子のブラシの穂
の高さは（最近接部）〜１．０〜１．５ｍｍであった。

スリーブ上での現像剤塗布量（分散後粒子は５〜１０　
Ｘ　１０−２ｇ　／　ｃ　ｔｒｌとした。）穂の高さが
Ｓ−Ｄ距離の３〜５倍もあり、しかも現像極で上流側に
１５°ずらしたことで最近接部の上流側に十分な現像剤
溜り（キャリア溜り）が生じ、しかもここでは像担持体
１とスリーブ２２の動きに伴って第１図に示すような現
像剤の活発な動きが生ずる。

つぎに本実施例の現像装置の作動について説明する。

スリーブ２２を矢印方向に回転すると、磁性粒子は容器
２１の下部からスリーブ２２の表面に沿った方向に上昇
し、ブレード２４の近傍に至る。

そこで、磁性粒子の一部はトナーとともにブレード２４
の先端とスリーブ２２の表面との間隙を通過し、他部は
反転して磁性粒子の上昇経路の外側を重力によって下降
して容器２１の下部に至り、再びスリーブ２２の近傍を
上昇して上記動作を繰返す、この間にトナー粒子と磁性
粒子は攪拌スクリュ２５によって攪拌される・ スリーブ２２の回転とともにこのように循環および攪拌
されることによって、トナーは磁性粒子およびスリーブ
２２表面との摩擦によって帯電する。

ブレード２４の手前近傍では、スリーブ２２の表面に近
い磁性粒子２７は磁極２３ａによってスリーブ２２表面
に引付けられ、スリーブ２２の回転とともにブレード２
４の下方を抜けて容器２１外に出る。このさい磁性粒子
２７はその表面に付着したトナーを一緒に運び出す、ま
た帯電したトナー粒子２８の一部はスリーブ２２表面に
鏡映力によって付着したままスリーブ２２上を容器外に
出る。ブレード２４はスリーブ２２上に塗布される現像
剤量を規制する。

このようにしてスリーブ２２の表面上に形成された現像
剤（磁性粒子２７とトナー２８との混合体）はスリーブ
２２の回転によって送られ感光ドラムｌとスリーブ２２
の最近接部の手前において、磁極２３ｂの作用により、
溜りを形成し、矢印のごとく運動しつつ、感光ドラム１
上の潜像を現像する。また潜像担持体ｌとスリーブ２２
との間に印加される交互電界によってトナーがスリーブ
２２の表面および磁性粒子の表面から潜像上に転移し、
該潜像を現像する。

ひきつづくスリーブ２２の回転によって、現像に消費さ
れなかったトナー粒子および磁性粒子は容器２１内に回
収され、容器２１内で前述の循環作用によって再びスリ
ーブ２２上に塗布される工程を繰返す、この再度の循環
時に磁性粒子は容器２１上部のトナ一層からトナーを取
込んで、現像に消費された分のトナーの供給を受る。

つぎに本実施例装置における作用を、公知の装置などと
比較しつつ説明する。

従来の磁気ブラシ現像では、感光ドラム１とスリーブ２
２どの距離（以下Ｓ−Ｄ間距離という）は５ｆｆＩ１１
前後、ブラシの穂の高さが１０ｍ１１前後で（スリーブ
上のコートｌは本発明の１０倍以上）あるため、該高さ
はＳ−Ｄ距離の２倍前後であり現像剤溜りは生じにくい
、又特願昭６０−２０４６０５の少量の磁性粒子塗布現
像法でも、Ｓ−０間距離は約３５０ＡＬａ＋、ブラシの
穂の高さが０゜７ＩＩ１１前後であり、Ｓ−Ｄ距離の約
２倍前後であり、しかも、現像極とＳ−Ｄの最近接点が
一致しているため、現像剤溜りは生じない。

本発明ではこの活発な現像剤溜りでの流動によりスリー
ブ２２と像担持体ｌとトナー及びキャリアの間でより活
発な摺擦・混合効果が発生し、磁気ブラシ現像だけでな
く、液体現像法又はパウダクラウドに近い現像効果を持
つに至り、それらの利点を使える。

木を明でいう少量磁性粒子とは、現像部において画成さ
れる空間に磁性粒子が５０％以下存在する場合を示し、
好ましくは、１．５％以上４５％以下である。この少量
磁性粒子によれば、スリーブ表面及びその近傍のトナー
を現像に使用することが可能となり、現像像の濃度を向
上できる。

この比率は （Ｍ／ｈ）Ｘ　（１／ρ）Ｘ　［（Ｃ／　（Ｔ＋Ｃ）］
で求めることができる。ここで、Ｍはスリーブの単位面
積当りの現像剤（混合物・・・非穂立時）の塗布量（ｇ
／ｃｍ２）、ｈは現像部空間の高さくｃｍ）、ρは磁性
粒子の真密度ｇ／ｃｍ”　、Ｃ／　（Ｔ＋Ｃ）はスリー
ブ上の現像剤中の磁性粒子の重量割合である。

なお、上記定義の現像部において磁性粒子に対するトナ
ーの割合は４〜４０重量％が好ましい。

上記の少量磁性粒子塗布現像法では交番電界を印加する
ことによって、ｇＸ拒持体１とスリーブ２２の周速が同
じでも充分な画像濃度を得ることができ、しかも磁性ブ
ラシの摺擦跡も生じないという結果が得られるが、直流
電界のみでは画像濃度が低下し、磁性ブラシの摺擦跡も
生じてしまう。

これに対し、本発明の現像法では現像剤溜りでの活発な
動き及び現像領域の拡大によって、少量の磁性粒子を現
像部で利用する形式でも、スリーブ回転を像担持体と等
速のままとし、しかも直流電界のみでも十分な画像濃度
が得られることが確認された。このとき磁性ブラシの摺
擦跡も生じないことが確認された。

次に、従来の磁気ブラシ現像でＳ−０間距離を縮め、ブ
ラシの穂の高さに対して、Ｓ−０間距離をりＩ／３〜１
１５にすると、急激に潜像担持体１へのキャリア付着が
増加した。これは、潜像担持体ｌとスリーブ２２最近接
点での潜像担持体ｌとキャリアの接触圧が大きく、又現
像領域を過ぎても反撥磁極が潜像担持体１の下流側にも
存在し、キャリアブラシが潜像担持体ｌに接触するため
であると考えられる。したがってキャリア付着に関して
は潜像担持体とスリーブ最近接点より下流側に磁極が存
在しないことが好ましいことが判明した。さらに、スリ
ーブの現像剤ニーｌｉｔが大きい像担持体ｌの傷の増加
及びスリーブ２２への現像剤融着の可能性が増加する。

さらに、前記の少量磁性粒子塗布系でも、ブラシの穂の
高さをＳ−０間距離の３〜５倍にすると未発′明の現像
装置より数倍以上のキャリア付着の増加が見られた。こ
れも、潜像担持体ｌとスリーブ２２最近接点での潜像担
持体とキャリアの接触圧が大きい為と考えられる。さら
に、スリーブ２２への現像剤融着も発生した。

第３図は、本実施例構成において現像極位置を変化させ
た場合の画像濃度の変化を示す。５°≦θ≦３０”の範
囲でスリーブ上流側に現像剤溜りが生じているのが確認
でき、画像濃度も１．０以上であった。それ以外の現像
極位置では、現像剤溜りは生じず、その結果摺擦跡が顕
著となり画像濃度も急激な低下となって現われた。

０〜１５８前後で現像剤溜りが極大となり画像濃度もピ
ークを示している。この時、現像極の穂立ち量〜１．０
〜１．５ｍｍと、現像極位置での潜像担持体とスリーブ
間距離がほぼ一致することも判明した。

第３図は本実施例構成で現像極位置を変化させた場合お
よび従来の磁気ブラシ現像の場合での潜像担持体１への
キャリア付着量を示す、これから、潜像担持体ｌとスリ
ーブ２２の最近接点の進行方向下流側に現像極が存在す
るとキャリア付着量が急激に増加することが判明した。

これは次のように理解される。キャリアのスリーブ２２
側への捕集領域を考えた場合、キャリア捕集力はＦｍ＝
ｍＨ（Ｆｍ：捕集する力、ｍ：キャリアの電荷、Ｈ：磁
界の強さく１／γ２））と７の電荷、Ｅ：電界の強さ、
ｏｃ（ｐ２／γ２）：鏡映力）との差で概略説明できる
。最近接点の下流側ではＦｍ（ｃｃ（１／γ２））が急
激に減少するためキャリア捕集力も急激に減少しＦｍく
ＦＥとなるため、最近接点より下流側に現像極ピークが
存在するとき、キャリア付着が増加すると考えられる。

これは従来の磁気ブラシ現像の反ばつ磁極でも同様に成
り立つ。

以上説明のごとく、特に少量の磁性粒子を現像部に存在
させる装置において、Ｔ／Ｃ比を低くしかも安定させて
現像することが可能となり（スリーブ表面側のトナーを
キャリア穂の先端域へ上昇させることができるので、Ｔ
／Ｃ比が低くても、実際の現像に使用されるトナーを増
大できるからである。）、トナー飛散（単に溜りを作っ
たり、単に磁気ブラシを作ると、トナーが、現像部」二
流側で飛散してしまうが、キャリア粒子を少量でも上流
側にずらした現像極で強く保持し、現像部から上流側に
飛散しようとするトナーを溜り内部に確実に保持できる
ので、飛散や、地力ブリを防止できる。）、地力ブリを
解消できる。

先豆二差］ 本発明は現像極を最近接点より上流側にずらすことで、
現像剤の溜りを生じせしめ、直流電界でも十分な画像濃
度を得ることが可能となりかつ、ブラシの摺擦跡も解消
できる。又、現像極を一ヒ流側のみに位置させることで
キャリア付着の防止効果が有り、スリーブの周速を潜像
担持体と同速にできるため小型、軽量、安価を達成でき
、信頼性も高く、高速化にも対応できる、などの効果が
奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図、 第２図は現像磁極位置を変化させた場合の画像濃度の変
化を示すグラフ、 第３図は、現像磁極の位置を変化させた場合および従来
の磁気ブラシ現像の場合における像担持体へのキャリア
付着量を示すグラフである。 ｌ・・・潜像担持体 ２２・・・現像剤保持部材（スリーブ）２３・・・磁界
発生手段（磁石） ２３ｂ・・・現像磁極 第　３［￥） イ免

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置であつ
   て、 トナー粒子と磁性粒子とを有する現像剤を収容する現像
   剤容器と、 前記静電潜像担持体と対向して、トナー粒子を該静電潜
   像担持体に供給する現像部を形成するとともに、前記容
   器からトナー粒子と少量の磁性粒子とを該現像部に担持
   搬送する現像剤担持部材と、 前記現像剤担持体の回転方向で現像部の上流に位置し該
   現像剤担持部材表面から離間している規制部先端を有す
   る現像剤規制部材と、 前記現像剤担持部材の前記規制部材と反対側に設けられ
   、前記現像剤担持部材と潜像担持体との最近接部を避け
   て最近接部よりも前記現像剤担持体の回転方向に関して
   上流側に設けられた現像用磁界発生手段と、 を有し、前記現像用磁界発生手段の作る水平磁界が最近
   接部に及ぶようにして、現像剤担持部材と潜像担持体と
   の間で且つ最近接部よりも上流側に現像剤溜りを形成し
   たことを特徴とする現像装置。