JPH058825B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非磁性現像剤により潜像を現象する
現像装置に関するものである。

従来、乾式一成分現像装置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一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、乾式一成分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つている。

従来知られている乾式一成分現像剤の薄層形成
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つた。磁性
現像剤は磁性を持たせるためトナー内に磁性体を
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、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法として、
ビーバーの毛のような柔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
面がベルベツ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われないため、ゴースト等
の発生しやすいという問題点があつた。

これに対して本出願人は、非磁性現像剤を現象
剤保持部材表面に均一な薄層として形成し、且つ
十分な摩擦帯電を与えて塗布する新規な現像装置
として、非磁性現像剤と磁性粒子とを貯蔵する容
器と、潜像担持体に非磁性現像剤を回動搬送する
現像剤保持部材と上記容器の非磁性現像剤の供給
出口側にあり、この保持部材表面に間隙を形成し
て配置した規制部材と、この規制部材に対して上
記保持部材を介して反対側に配置され、上記容器
の現像剤出口側にある規制部材の上流側に磁性粒
子による磁気ブラシを形成する磁極を持つ磁界発
生手段とを有し、磁性粒子の粒径を30μ〜100μと
し、非磁性現像剤の濃度を25〜70重量％にして、
現像剤保持部材表面に非磁性現象剤の薄層を形成
し、これを潜像担持体と約300μの間隙で対面さ
せ、かつ潜像担持体と現像剤保持部材表面との間
に周波数1000〜2000Hz、ピーク間電圧が1000〜
2000Vの交番電圧を印加して現像を行う方法を提
案した。

第１図はこのような現像方法の現像原理を説明
するための現像装置の断面図を示す。図におい
て、１は潜像担持体としての電子写真感光体ドラ
ムであり、図示しない潜像形成手段により形成し
た潜像を保持し、図示の現像位置を矢印ａ方向に
回転して通過する。この感光体ドラム１に対して
は、現像剤を保持する現像剤保持部材である非磁
性スリーブ２が、所定の間隙を保つて対向してお
り、このスリーブ２は矢印ｂ方向に回転する。こ
のスリーブ２の上部には非磁性現像剤と磁性粒子
の混合体４を貯蔵する樹脂やアルミニウム等の非
磁性の容器３が位置し、この容器３のスリーブ回
転方向下流には、現像剤規制部材である磁性ブレ
ード５がねじ止めされている。

一方、この磁性ブレート５に対するスリーブ２
の反対側には、磁界発生手段として磁極６１〜６
６を有する磁石６が設けられている。この磁石の
取付け位置は、磁極の位置と磁性ブレード５との
関係で決定され、実際には磁性ブレード５の位置
よりも若干スリーブの移動方向上流側に磁極を設
ける。こうすることで、形成する磁界の作用によ
つて磁性粒子の流出防止、及び現像剤の均一塗布
が良好に行われる。

上記構成において、容器３内の磁性粒子は、磁
石６のN₁極６１と磁性ブレード５との内に生じ
る磁界により、磁気ブラシ７を形成する。そし
て、スリーブ２が回転することにより上記磁気ブ
ラシ７を保持したまま、磁性粒子と非磁性現像剤
とは撹拌混合される。この状態で容器３の磁性ブ
レード側では、このブレード５の存在により現像
剤と非磁性粒子の混合体は、このブレードにより
移動が阻止されて上昇し、矢印ｃ方向に循環運動
する。

非磁性現像剤は磁性粒子との混合により摩擦帯
電される。帯電された現像剤は、磁性ブレード５
の近傍に形成した磁気ブラシ７部より、スリーブ
２の表面に鏡映力により均一に薄く塗布され、感
光体ドラムとの対向位置に至る。この対向位置で
は非磁性現像剤の層厚はスリーブ・ドラム間の間
隔よりも薄くスリーブとドラムとの間にバイアス
電源８より交流又は交流に直流を重畳した現象バ
イアスを印加して特公昭58−32375号公報に記載
の現像方法により現像を行うことが好ましい。

ところで、磁気ブラシ７を構成する磁性粒子
は、磁石６の磁界による拘束力が、スリーブと磁
性粒子との静電的付着力や摩擦力が原因する搬送
力より大となるように設定することで、スリーブ
２上には流出しない。そして、磁気ブラシ７の領
域内に非磁性現像剤があれば、磁気ブラシ７の磁
性粒子とこの現像剤との比率は、スリーブ２の回
転によりほぼ一定値を保つ。これにより現像でス
リーブ上の現像剤が消費されても、自動的に磁気
ブラシ７の領域に現像剤が供給される。従つて、
上記スリーブ２上には常に一定量の現像剤の供給
塗布が可能となる。

なお、上記原理説明では規制部材に磁性ブレー
ドを用いているが、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、磁性粒子を拘束しかつ循環運
動させることができる点で好ましい。

磁性粒子の役割は、非磁性トナーを分散させ
て、スリーブ上に吸着されたまま一体となつて非
磁性トナーを搬送する作用を行うことにある。現
像剤としては通常の二成分マグネツトブラシ現像
で使用されるトナー濃度（例えば２〜12wt％）
の数倍の30〜70wt％のトナーを含む二成分現像
剤が使用される。

マグネツトに吸着された二成分現像剤はスリー
ブの回転により磁性ブレード５まで搬送される。
この搬送される過程において、非磁性トナーと磁
性粒子よりなる二成分現像剤は磁力でスリーブ２
の表面に吸引され、スリーブに摺擦するため、非
磁性トナーは現像スリーブ２の表面にも静電気的
な力で吸着される。磁性ブレード５部において
は、磁極６１と磁性ブレード５との間隙中の磁界
のために磁性粒子が滞留してブラシ状となり、こ
れにより後から送られれくる磁性粒子はスリーブ
２の表面より掻き落される。

一方スリーブ２の表面上に付着した非磁性トナ
ーはこの磁界の作用を受けることなくこのブレー
ド５を通過し、スリーブ２の表面に非磁性トナー
の薄層が形成され、感光ドラム１と現像スリーブ
２の接近している現像部に供給される。磁性粒子
のブレード５部からのもれ出しを防止する目的で
カツト磁極６１を若干（図中θ₁）現像容器３側に
傾ける。このように磁極６１を現像容器側に傾け
ることで、磁性ブレード５から現像部側への磁束
洩れが防止され、磁束は現像容器３内のみに限定
されるため、磁性粒子がブレード５部から現像容
器外へ持ち出されることはほとんど無くなるもの
である。

ところで、第１図に示した現像装置を用いて画
像形成を行つた場合、スリーブの回転直後にドラ
ム１とスリーブ２との間で火花放電を生じること
があつた。これはスリーブの回転初期に、磁性ブ
レード先端に磁気的にトラツプされていた磁性粒
子の一部が、回転直後にブレード先端に加わつた
衝撃に耐えきれず、ブレード先端に拘束されずに
スリーブ表面の摩擦力により引かれてブレード部
分を通過して現像部に至つてしまい、その結果ド
ラムとスリーブ間の狭い間隙に印加されたV_pp＝
1300〜2000Vの交番電界中で磁性粒子を介して火
花放電が発生したものである。

この現象は、連続して多数枚のコピーをとつた
後の、最初の１枚目により多く現われる。これ
は、多数枚のコピーを続けることにより、磁性ブ
レード前にブレードから漏れ出やすい緩く拘束さ
れた状態の磁性粒子が増えてきたためである。こ
のような場合は、往々にして感光ドラム表面に火
花放電によるピンホール状の損傷を与える場合が
ある。これらの現象は、スリーブ周速の速い高速
機の回転の立ち上がり時に顕著となる。また、機
械を他の場所にガタガタさせながら移しかえた後
のスリーブの回転立ち上がり時に顕著である。

このような現像装置は、前述のトナーコーテイ
ングの原理で説明したごとく、ブレードの阻止力
とスリーブ表面での搬送力がバランスしてトナー
のみのコーテイングが行われている。そこで、ス
リーブ回転の立ち上がり時や移動に伴う振動衝撃
力が働いた場合にはバランスがくずれ、ブレード
部に漏洩しやすい状態の磁性粒子が増えて前述の
ような欠点を生ずるのである。

本発明は前記欠点を防止することを目的とし、
特に磁性ブレードを用いて磁性体粒子を拘束しつ
つ非磁性体トナーのコーテイングを得る現像装置
において、現像バイアス印加のタイミングを特定
した現像装置である。

以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

第２図にバイアス印加のタイミングを示すタイ
ムチヤートを示す。第２図では、コピーボタン信
号T₁に同期して感光ドラムが回転を始める。ま
た、この感光ドラムと同期して現像スリーブが回
転を始める。

この時、磁性ブレードの先端に拘束されている
現像剤に回転開始の衝撃が伝わり、微少量の磁性
体粒子がブレード部から漏れ出し、スリーブ表面
に吸着して搬送され、現像部に至ることがある。
今、スリーブ外径をγ、周速をν_s、ブレードから
現像部までの角度をθ₂とすると、磁性体粒子が現
像部に至るまでの時間ΔTはΔT＝2πγθ／360ν_sと
なる。そこで、現像バイアスはスリーブが回転を
始めてから少なくともΔT遅れて印加されるよう
に条件設定されることが必要である。

第１図に示した現像器構成の場合、ΔTはスリ
ーブが約1/4回転する時間であるが、実際に機械
を設計するにあたつては、倍の約1/2回転した後
にT₂でバイアスを印加するように設定した方が、
時間が遅れて漏れ出てきた磁性粒子による火花放
電をも防ぐことができ、より効果的となる。

感光ドラムは所定枚数のコピーを終了後に停止
し、同時に現像器回転も停止する（T₅）。バイア
スの停止のタイミングは、最終コピーを現像後
は、現像器の停止前後の任意の点にとることがで
きる。

第３図は本発明の他の実施例のタイミングチヤ
ートで、現像器をクラツチを介して駆動する場合
のタイミングを示す。このように感光体ドラム上
の潜像が形成されている特定部分だけを現像する
べく回転の断続を行う方法は、不必要な回転負荷
による現像剤の疲労を防止する上で効果があり、
多数枚のコピーに渡つて美麗な画像を維持するこ
とのできる良好な構成である。

この場合現像バイアスは、第２図の例で説明し
たごとくスリーブの回転開始（T₃）から少なく
ともΔT後に、望ましくは２×ΔT後にT₄で印加
されることを示す。実際には、バイアス印加のタ
イミングでドラム上が現像されているのであるか
ら、現像器はドラム上の潜像部分が現像部に至る
約２×ΔT前にクラツチを介して駆動させる必要
がある。バイアスを切るタイミング（T₆）は第
２図の例とほぼ同じく、潜像部分を現像し終わつ
た任意の時間に選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の断面図、第２図は本発明の
実施例のタイミングチヤート、第３図は本発明の
他の実施例のタイミングチヤートである。 図において、１は感光ドラム、２はスリーブ、
３は容器、４は現像剤混合体、５は磁性ブレー
ド、６は磁石、７は磁気ブラシ、８はバイアス電
源、を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非磁性現像剤と磁性粒子とを貯蔵する容器
   と、非磁性現像剤層を保持して潜像担持体に搬送
   する回転現像剤保持部材と、上記容器の非磁性現
   像剤の出口にあり、上記現像剤保持部材表面に間
   〓を介して対向した規制部材と、上記現像剤保持
   部材の内側であつて、現像剤保持部材の回転方向
   に関し上流側の位置に固定配置された磁極と、を
   有し、この磁極と上記規制部材とにより上記磁性
   粒子を上記容器内に拘束しつつ上記出口から非磁
   性現像剤層を搬出し、そして現像剤保持部材と潜
   像担持体が対向する現像部に交番電界を印加して
   潜像を現像する現像装置に於いて、上記交番電界
   は、上記現像剤保持部材が回転を開始した後、回
   転開始時に現像剤保持部材の前記規制部材に対向
   していた部位が現像部を通過するのに要する時間
   経過した後に、現像部に印加されることを特徴と
   する現像装置。