JPS6088974A - 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】 本発明は粉体現像剤利用の画像形成装置、例えば電子写
真複写機、において潜像担持体へ現像剤を供給する現像
剤担送体上に現像剤、特に−成分非磁性現像剤を塗布す
る現像装置に関する。

粉体現像剤利用の画像形成装置、例えば電子写真複写機
においては、潜像担持体（感光ドラム）三１４ｒｌ＆Ｊ
ｌ１７ｒ４＋７．Ｌ、＋！、！ｍｌ１ｂ＋Ｐ−工日ノ１
７＋、Ｊ−−”／−ＪｉｒＡｌｓ＆、ｔｏ工澹表面へ現
像剤を供給するために、これに近接して配置された無端
回転する現像剤担送体（現像ローラ）に現像剤を塗布す
ることが行なわれる。

従来、−成分現像剤として磁性トナ・−全周いる現像方
式が実用化されているが、現像剤転写紙に転写したトナ
ー像を熱定着する際の定着性７５１悪いこと、トナー自
身に磁性体を内添しているためカラートナーの色彩が悪
いこと等の欠点がある。

このため非磁性トナーを用いる現像方式が考えられ、現
像剤担送体へこれを塗布するため、ビーバーの毛のよう
な柔い毛を円筒状のブラシにしてなる現像剤担送体に現
像剤を付着塗付する方式や、表面がベルペット等の繊維
ブラシで作られた現像ローラーにドクターブレード等に
より現像剤を塗付する方式が提案されている。

しかしながら上記繊維ブラシに対して、ト９クターブレ
ードとして弾性体ブレードラ使用した場合、トナー量の
規制は可能であるが均一な塗付は行なわれず、まだ現像
ローラー上の繊維ブラシカニ摺擦されるだけで、ブラシ
の繊維間に存在するトナーヘの摩擦帯電′電荷戯画は行
なわれないため、ゴースト等が発生し易いという欠点が
あった。

本発明は上述の従来方式の欠点を除き、−成分非磁性現
像剤を現像剤担送体に均一に且つ十分な摩擦帯電を与え
つつ塗付し得る新規な現像装置を提供することを目的と
している。

本発明の現像装置は、トナーを収容する容器と、該トナ
ーに接して運動する（好ましくは無端運動する）トナー
担送体（好ましくは非磁性のトナー担送体）と、該トナ
ー担送体の内側に配置された磁界発生手段と、該容器内
のトナーに接し、磁界人生手段の発する磁界に拘束され
てブラシ状に連鎖し、且つ該トナー担送体の運動によシ
循３Ｊｉ　Ｂｔ拌運動すする多数の磁性粒子とを備え、
該磁性粒子の各々が導電性微粉末を含む樹脂で憶われて
いることを喘徴とする。

本発明の実施例を図面を用いて以下説明する。

４１図において、１は現像剤担送体としての現像スリー
ブであって非磁性材料製であわ、矢印ａ方向に回転する
。２は底部が開放し現像スリーブ１を部分的に包囲して
いる現像剤容器で、その中に現像剤（トナー）３が収容
されている。４は現像スリーブ１内に配置された静止し
ているマグネット、５は容器２の一側にネジ止めされた
磁性材料製の規制ブレードである。容器２内にはマグネ
ット４の近くに磁性粒子６が入れてあり、マグネット４
の磁界によシ、規制ブレード５の上流側に磁性粒子６が
集ってブラシを形成する。この磁性粒子のブラシはスリ
ーブ１の回転により規制グレード５付近で循環運動をし
、この循櫨運動によりトナー３が該ブラシと混合され、
循環攪拌されて、トナー３と磁性粒子ブラシが摩擦帯電
する。ブラシ６に付着したトナー３はスリーブ１との鏡
映力によシスリーブ１上に均一に塗布され、スリーブの
回転に伴って規制ブレード５の下方の間隙をくぐって搬
送される。一方、ブラシヲ構成している磁性粒子６はフ
グネット４の磁界による拘束力が、スリーブ１と磁性粒
子６の静電付着力や機械的な摩擦力に依存する搬送力よ
り大となるように設定されているため、トナー３と共に
スリーブ１上に塗布され搬送されることなく、容器２内
に留る。

壁布搬送されたトナーは公知のように現像スリーブ１と
近接対向する感光ドラム（不図示）に現像のため付着し
消費されて行く。しかし容器２内で該ブラシ部上にトナ
ーが十分にあれば、ブラシ部での磁性粒子に対するトナ
ー粒子の比率は常にｅｌぼ一定値になるので、トナーが
現像に使用消費されて行くにつれ自動的にトナー３がブ
ラシ部に供給されるため、常に一定量のトナーの塗布が
可能である。

以上述べたような磁性粒子によるブラシをスリーブ上に
拘束し、これを循環運動させることに基づく作用を安定
に行うためには、いくつかの望ましい条件があシそれら
分更に詳細に以下説明する。

磁性粒子のブラシを安定に規制ブレード５付近に於いて
拘束し且つ循環運動をさせるためには、規制ブレード５
は非磁性体でも良いが、磁性体であることが望ましい。

また第１図に示されたように磁界発生手段としし角度０
だけ１項ける。０の値は、マグネット４付近に磁性粒子
６や磁性規制ブレード５などの磁性体の無い状態のとき
にスリー７表面上の規制ブレード対向位置でのマグネッ
ト４による磁束密度がスリーブ表面での最大磁束密度（
磁極対向位置）の３０〜９０％になるように、選ぶのが
良い。

規制ブレード５とマグネット４の位１凸１１３１１１係
をヒ記値に選んだときブレード５の部分での磁性粒子６
のブラシの形状は２８２図（ｂ）の如くになり、マグネ
ット４からの磁力線（破線で示す）は殆んどが、規制ブ
レード５の上流側に存在するため磁性粒子６はそこに拘
束される。

もし、マグネットの極位置が第２図（、）の如く規制ブ
レード５の下流側にあると磁性粒子は拘束されず、また
規制ブレードに対し下流側での磁性粒子ブラシの循環運
動も発生しにくくなる。

またマグネット４と規制ブレード５の位置関係が第２図
（ｂ）のようであっても、規制ブレード５が非磁性体で
−あるときは、磁力線が規制ブレード５制ゾレード５よ
シ下流側にはみ出した状態で拘束される。このような条
件下でもトナーの塗布を行うことができないことはない
が、規制ブレード５よシ下流側の磁性体粒子は循環運動
をし得ないためトナーのコーティングにスジが発生し易
い。

なお磁性粒子全拘束するための磁界は、スリーブ表面で
の磁極対向位置（磁束密度分布の最大位置）で４００ガ
ウス以上あることが望ましい。

磁性粒子はトナー粒子の平均粒径の１〜３０倍の平均粒
径を有していることが望ましい。磁性粒子の粒径かトナ
ー粒子よシ著しく小さいと、トナーと磁性粒子が互いに
付着したままスリーブ上に塗付され易く、逆に磁性粒子
がトナー粒子より著しく大きいと、ブラシ部に入シこむ
トナーの量が少なくなってブラシ部でのトナーと磁性粒
子の攪拌が悪くなり、また得られるトナーコーティング
にスジが発生し易い。

磁性粒子６としては鉄球、フェライト粒子、等をはじめ
二成分現像法でキャリアとして広く知られているものが
使用できる。

３＝発明における磁性粒子６は、その表面がある程度絶
縁性であるものとし、これによシスリーブ表面に対し若
干の静′亀気力を有し、この力で、付着させるようにす
る。しかし、磁性粒子が完全に導電性であると、スリー
ブ表面近傍の磁性粒子が、スリーブ上層の磁性粒子を押
しのけることができず、磁性粒子が規制部材部分で循環
運動しにくくなる。磁性粒子の表面を絶縁性にするには
、種々の方法を用い得るが、その中でも樹脂を粒子に被
覆する方法が一般的であシ効来がある。しかして、この
ように絶縁化した磁性粒子を使用した場合、低湿度下で
は磁性粒子の電荷蓄積のため画像濃度が低下する場合が
おる。そこで本発明においては低湿度下でのトナーの過
剰帯電を痛洩させるために、樹脂に導電性微粉末を適量
添加させることによυ、画像濃度安定化を図る。但し、
導電性微粉末を大量に糸加すると、磁性粒子の樹脂コー
ド表面上の導電率が高くなシ過ぎ、高湿度及びンδ湿度
下で磁性粒子の規制ブレード５′ｆＡ分での循環運動の
妨げとなるから、導電性微粉末は０．０１％〜５０チ、
好ましくは０．０１％〜３０チ添加することがよい。

なお磁性粒子の量は、適当な範囲としては、規制ブレー
ド部分にマグネットによシ保持され且つ循環運動が発生
するのに十分な量であることが望ましい。この杭が少な
いと磁性粒子の循環運動が起らず、磁性粒子が静止した
状態でスリーブ表面を摺擦するのでトナーコーティング
が筋状のムラになシ易い。

またスリーブ表面はトナーが接触し易く搬送され易いよ
うに表面粗さとしてＲｚ＝０．５〜５μｍ程度にするの
が好ましい。

なお、／ｙｌ”ｙ　１図でｄと記したスリーブ１と規制
ブレード５との間隔は磁性粒子６の径の０．９倍〜２０
倍の範囲にあることが望ましい。この間隔が磁性粒子径
に対して０．９倍以下であると、スＩＪ−プと規制ブレ
ードとの間に磁性粒子がつまυ易く、また２０倍以上に
著しく大きいと磁性粒子を保持することが出来ない。

本発明における磁性粒子６の核種樹脂としては公知の材
料を含め多数のものが使用され得る。代表的なものを示
すζフッ素樹脂、各椋フッ化ポリマー、メラニン樹脂、
キシレンエポキシ樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂
、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂
、スチレン−塩化ビニル共重合体樹脂、スチレン−メタ
クリル酸メチル共重合樹脂、スチレン−メタクリル酸−
ブチル共重合ｆｉｌ脂、スチレン−ブタツエン共重付樹
脂等が使用される。

本発明における磁性粒子の被覆樹脂に内添する導電性微
粉末としては公知の材料を含め多数のものが使用され得
るが、代表的なものを示すとニッケル、銅、鉄等の金属
微粉末１金属酸化物微粉末、各社導電性カーボンブラ、
り、炭素繊維又はｊ＋：ｉｌ　１ニツケル、コバルト等
を含む配位高分子性が使用され得る。

本発明における＃Ｌ農磁性粒子の製法としては、次の方
法になんら限定されるものではないが、抜法樹脂と前述
の導電性微粉末を溶剤（トルエン、キシレン、ＭＥＫ　
）等に分散させこの分散液に磁性粒子を混合しスダン−
ドライヤー法％　ＥＬ動化ベット法等により磁性粒子に
被覆し乾燥、造粒を行い・篩分して通過外１被薇磁性粒
子として取出せばよい。

本発明の具体的実施例を第３図によシ説明する。

第３図に於いて２は直径３０ｍのＳＵＳ　３０４製現像
スリーブでめり、表面全≠６００アランダム砥粒によシ
ネ定形サンドブラストを確して表面粗度ｆ　Ｒｚ　：　
０．８μｍにしている。この現像スリーブｌ内にはフェ
ライト焼結タイプのロール状のマグネット４が内在し、
図示のように磁極位置を固定している。このマグネット
のＳ極位置と規制ブレード５との成す角度θは２０°に
設定した。この規制ブレード５は鉄製であり表面にニッ
ケルメッキを施している。マグネットのスリーブ表面で
の磁束は最大値で８００ガウスであり、規制ブレード５
の位置では規制ブレードを外したとき６００ガウスであ
る。磁性粒子６として、平均粒径９０μｍの鉄粉にスチ
レンメタクリル酸メチル共重合体に鉄粉ｋ　Ｏ，０５ｗ
ｔ％混ぜたものを被会したものを約１００９を用い、ス
リー？”ｌと規制ブレード５の間隔ｄ（ｉ７３００μｍ
としてトナーをコーティングさせた。

トナー３としてポリエステル系樹脂１００部に対し銅フ
タロシアニ系顔料３部、負性荷電制御剤５部を内添した
ネガシアントナーを用い容器２内に２００ｇ補給した。

この状態でスリーブ■を回転させたところ、スリーブ１
０回転に伴いトナーが磁性粒子ブラシと共に攪拌循環し
、スリーブ上に）Ｉ−み約１２０μｍ１ブローオフ法に
より測定した１１７電量が一７μＣ／ｇの均一なトナー
コーティング層が得られた。

なお、第３図中、９はＪ皐み２００μｍのポリエチレン
テレフタレートのシートで、この部分からのトナーの落
下鳴こぼれを防止するものであるうこのようにしてスリ
ーブ１上に得られたトナーコーティング層を現像作用に
供するため、静電潜像としてダーク部−５００Ｖ、ライ
ト部−５０Ｖを有する感光ドラム１０とスリーブ１との
間に３００μｍの間隔をおいて感光ドラム１０をアース
し、スリーブｌに対し電源７を接続して周波数８００　
Ｈｚ　、　ピーク対ピーク値１．６　ｋＶ　、中心値−
２００Ｖの電圧を加えたところ、良好な、ゴーストカブ
リのない現像画像が得られ、約３ＱＯＯ枚コピー後トナ
ーが殆んど消費された状態まで画像ｆａ度の変動はなく
、磁性粒子６が感光ドラムに供給されることもなかった
。

以上説明したように、本発明によれば熱定着性や画像の
色彩に悪影響のある磁性トナーを用いずに一成分非磁性
トナーを用いることができ、しかも該トナーを境像剤担
送体（現像スリーブ）に均一に十分な摩擦帯電を与えつ
つ常に一定の供給量で塗布して搬送することができる。

更に、本発明に用いる磁性粒子は適度の絶縁性ある被蕾
でωゎれているので、スリーブ表面に若干の静電力で何
着して循’Ｊ　４Ｑ拌およびトナーの塗布作用が向上す
ると共に、低湿度下で過剰帯電がな゛〈画像濃度を安定
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実繍例を示す断面図、第２図（ａ）　
、　（ｂ）はその作用の贈明ＦＡ　、　ｉ　ｑ　１ＩＸ
ｌ　ｒＡ・ｔ　ｕ印ｙ　自体的一実施例を示す１ｌＳｌ
ｒ向図である０１・・・現像スリーブ　２・・・トナー
容器３・・・トナー　４・・・マグネット ５・・・規制ブレード　６・・・磁性粒子９・・・落ち
こぼれ防止シート ＩＯ・・・感光ドラム。 イ桔゛１（− 岸田正　、（，１ユ： 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トナーを収容する容器と、該トナーに接して運動するト
   ナー担送体と、該トナー担送体の内側に配置された磁界
   発生手段と蓄器内のトナーに接し、磁界発生手段の発す
   る磁界に拘束されてブラシ状に連鎖し、且つ該トナー担
   送体の運動によシ循猿攪拌運動をする多数の磁性粒子と
   を備え、該磁性粒子の各々が導電性微粉末を含む樹脂で
   扮われていることを特徴とする現像装置。