JPS6252578A - 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〕 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】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７図に示されるよ
うな磁気プラン現像装置が用いられる。図において７１
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、７２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。７３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７２へ付着せしめると共に
穂立を形成する。７４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電潜像
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７２へ印加されるバイアス電源で、例えばトナ
ー飛散や現像カブリ等を防止する直流バイアス、７５ａ
は保護抵抗である。

この磁気ブラシ現像装置では、°磁石ロール７３を固定
し現像スリーブを回転させて現像を行う方式と、磁石ロ
ール７３も回転して現像を行う方式とがある。その何れ
の方式にあっても、穂立規制部材４によって規制された
現像剤層は現像剤流を形成して現像スリーブ上を搬送さ
れ、現像領域Ｅまで搬送され現像がなされる。

〔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４０〜５０１１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龍ダの
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
ト低減に寄与する改善された現像装置で、さらに現像剤
の現像領域への搬送性がすぐれていて、高濃度でカブリ
や像のニジミが生じることのない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、複数の磁極を有する磁石体を有し、該磁
石体の外周を回転して現像剤流を形成し、像形成体と近
接した現像領域に搬送するようにした小径の現像スリー
ブを有する現像装置において、現像領域で像形成体と現
像剤とを同方向に移動回転するようにしたことを特徴と
する現像装置により達成される。

〔作　用〕

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９〜２５ｆｆｍ）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周
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い、固定式の磁
石ｐ−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、あるいは主磁極（例えばＮ極）と、之と異極の２
つの副磁極及び同極の１つの副磁極とよりなる４磁極、
あるいは主磁極（例えばＮ極）と、之と異極の２つの副
磁極及び同極の２つの副磁極とよりなる５磁極につき検
討を行った。上記の３磁極ないし５磁極の固定式の磁石
ロールの周面を上記の小径の現像スリーブが回転する場
合について、その回転方向と現像効果との好適な関係を
実験的に求めたのが本発明である。第１図及び第２図に
本発明の現像装置の要部断面図を示す。

第１図において、１は特願昭５９−１７１７４１号明細
書の実施例１に記載される正帯電用有機感光体、Ｄは後
記する二成分現像剤、２は表面がサンドゲラストにより
粗面とされた径ｔｏが２０１１のアルミニウム製現像ス
リーブ、３は固定の磁石体でＮ極の磁界の強さが７５０
ガウスの主磁極７、Ｓ極の磁界の強さが共に４００ガウ
スの第１搬送磁極８及び第２搬送磁極９がプラスチック
のドラム１０と一体成形されている。４は現像装置のク
ーソング６内から現像領域へ搬送される現像剤の穂立規
制部材、５はバイアス電流、１１は現像スリーブ２０回
転軸である。また前記第１搬送磁極８及び第２搬送磁極
９はいずれも主磁極７から互に反対方向に１４０゜回転
した位置に配設され、また前記感光体１と現像スリーブ
２との現像領域１２における間隙ｄ２は０６厘１とされ
、前記穂立規制部材４と現像スリーブ２との間隙ｄ１は
０．５Ｊｌｌ＋とされる。

ここで現像領域１２における像形成体１と現像剤とが同
方向に移動回転するよう、像形成体Ｉと現像スリーブ２
とを同方向に移動回転するようにしたもので、像形成体
ｌが時計方向に回転するのに対して現像スリーブ２は反
時計方向に回転するようにした。従って現像領域１２に
向けて搬送される現像剤層を規制する穂立規制部材４は
上流側に相当する水平軸ＰＯと６０°の角度位置Ｐ２に
設けた。

次に本実験例に用いられる二成分現像剤は以下のようで
ある。

（現像剤の構成） トナー　・・スチレンアクリル樹脂中にカーボンブラン
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。

キャリア　　・９０μｍ（重量基準平均）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９
０μｍ（重量基準平均）のキャリア。

現像剤　・・９５Ｍ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。

また上記の磁界の強さは次のようにして測定して〜・る
。

（磁界の強さの測定法） 現像スリーブ表面から測定点の法線が２乃至３“朋伸び
た場所にガウスメータ（横河北辰電機製ガウスメータ３
２！５１）のプローブ（同社型プｃ−−）３２５１−０
１　）を設定して測定する。なおガウス単位は磁束密度
のｅ、ｍ、ｕ単位であり、磁界の強さの単位はエルステ
ッドで表現すべきであるが、空気中の絶対値は両者がほ
ぼ等しいので、本発明では前記ガウス単位を用いている
。

以上の構成をなした現像装置において、現像入り一プ２
は矢示方向に周速度２００　Ｂ＠　／　ｓｅｅのスピー
ドとなるよう回転し、−力感光体１はその周速が現像ス
リーブ２の周速度の１／３となるスピードで矢示方向に
回転して像形成を行い、良好のトナー像を感光体１上に
得ることができた。ここで現像時における現像装置内で
の現像剤の付着・分布態様を観察図示したのが第１図で
ある。

第２図は磁石ロールを５極とした以外は第１図の説明と
同じである。主磁極（Ｎ）７は現像スリーブ２表面で７
５０ガウスの磁力とし、それ以外の搬送用の副磁極は６
００〜６５０ガウスとした。主磁極（Ｎ）７と下流側に
隣合った搬送用の異極の副磁極（Ｓ）８Ａとのなす含み
角は７０°である。副磁極（Ｓ）８Ａの下流側には、副
磁極（Ｓ）８Ａと同極の副磁極（Ｓ）８Ｂを設け、現像
スリーブ２表面での反発磁界によって現像剤の交換率が
高いような位置を求め、含み角として８デに設定した。

更に現像剤の流動方向に副磁極（Ｓ）８Ｂから主磁極（
Ｎ）７との間を交互の磁極をもった副磁極（Ｎ）　８Ｃ
１副磁極（Ｓ）８Ｄを夫々７０°の含み角をもたせて配
設した。

このような磁石ロール条件で第１図同様の回転によって
像形成を行い、良好なトナー像を感光体１上に得ること
ができた。ここで現像剤の付着・分布態様を観察図示し
たのが第２図である。

第１、第２図に示した現像領域１２での像形成体１と現
像スリーブ２とが同方向にかつ下方に向った同方向への
移動・回転による現像に対して、像形成体１の回転方向
はそのままとし、現像スリー７′２の回転方向を反対方
向にしたのが比較例としての第３、第４図に示したもの
である。

第３、第４図において現像スリーブ２の回転方向は時計
方向となり、現像剤は現像領域１２に向けて下側から搬
送される形となるので、穂立規制部材４は現像スリーブ
２の下側に位置することが必要で、実験的に最適の位置
を求め現像を行った。

このようにして感光体ｌ上に形成されたトナー像は第１
、第２図に示した現像装置によって得られたトナー像に
較べ、地肌にカプリや像のニジミが生じ易いことが認め
られた。ここで現像剤の付着・分布態様を観察図示した
のが第３、第４図である。

現像領域１２の下側、即ち現像スリーブ２によって′Ｉ
゛が生じやすく、蒲りＴが存在する状態では上記の地肌
のカプリや像のニジミが生じることが認められた。

溜りＴが生じるのは、現像領域１２での磁力にもとづく
現像剤の搬送阻止力が大きく作用した場合、または磁石
ロールの現像剤搬送力が弱い場合に、現像スリーブ２上
に付着・搬送されて来た現像剤が現像スリーブ２の手前
側即ち下側に溜りとなって生じるもので、現像をおえだ
感光体ｌ上のトナー像が溜りＴを通過することは良質の
トナー像を形成する上では好ましくなく、この傾向は感
光体ｌと現像剤の相対速度が大きくなる程（現像剤の速
さ〉感光体の速さ）あるいは間隙ｄ２が狭く間隙ｄ１が
広い程著しくなる。

以上多（の実験によって、現像スリーブが３０　ｍ。

以下の小径の場合には、現像領域１２における像担持体
１と現像スリーブ２との回転方向により得られるトナー
像の差異は顕著で、第１、第２図に示す回転方向が最良
であるとの結論を得た。

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、この上虻Ｚｎ　、　Ａ／、　Ｓｂ、　Ｃｄ　。

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、
Ｓｅ、ＳｉもしくはＳｅとＴｅ　’、　Ｓｂ　、　Ｂｉ
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。

前記有機感光層を有する感光体としては、ペリレン誘導
体、クールダイアンズルー、メチルスヵリリウム、ビス
７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７リールフルカン系芳香族アミ
ン化合物、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。

次に本発明の現像剤としては特に制限はないが例えば特
開昭５９−４２５６５号公報記載の一成分現像剤または
特願昭５８−９７９７３号明細書記載の二成分現像剤で
あってもよい。また現像方法としては例えば特開昭５７
−１３９７６１号公報、特開昭５９−１８１３６２号公
報または特願昭５８−１８４３８１号明細書等に記載さ
れる非接触現像法とするか、または通常の磁気ブラシ現
像法であってもよい。しかし本発明においては現像性に
すぐれた二成分現像剤を用いると共に、構造簡単で低コ
ストの磁気ブラン現像法とするのが好ましい。

本発明に適用可能な現像装置の断面図が第５図に示され
、第１図と同一内容には同一符号が付される。図中１４
は現像剤穂立規制部材４を固定する支持板、１５はトナ
ーホッパで、１６は該ホッパ内にトナーを補給する補給
蓋、１７はケーシング６内の現像剤相互間及び補給トナ
ーを混合するための攪拌手段で円形羽根、板羽根、楕円
羽根またはそれらの組合せ羽根が用いられ、現像スリー
ブ２に近接して配置される。１８は現像後の現像剤を攪
拌手段の方向にガイドする山形突起、１９はトナーボノ
バ１５内のトナーをケーシング６内に定量補給するｐ−
ラである。第５図の現像装置において、現像剤は好まし
くは前記二成分系現像剤が用いられ、現像スリーブ２の
径は３０ａｎ以下、好ましくは２５ＭＭ以下、９　Ｒ１
以上の小径とされ、本発明による矢印方向に１００乃至
５００　ｒ、ｐ訓のスピードで回転される。現像スリー
ブ２内の磁石体３は該現像ス＋７−プ２と相対的に変位
されてよいが好ましくは固定され、現像用主磁極（Ｎ）
と２乃至４個の現像剤搬送磁極（Ｓ）が配設されるが、
第５図には主磁極７の外に搬送用磁極８及び９０２ケが
配設された例が示されている。図において主磁極７の磁
界の強さは７５０土５０ガウス、搬送用磁極８及び９の
磁界の強さは４００ガウス以上とされる。また主磁極７
と各搬送用磁極間の間隔は回転角θが３０度乃至１８０
度の範囲とされる。現像剤規制部材の配設位置は水平軸
ＰＯから主磁極７迄の間（回転角１８０度）、好ましく
は水平軸ＰＯから回転角１６０度迄０間とされ、穂立規
制部材４と現像スリーブ２との間隙ｄ１は０．１乃至１
．２ｍｍとされ、現像スリーブ２と感光体１との間隙ｄ
２は０．１乃至２．０ｍとされ、攪拌羽根ｔ７（及び現
像スリーブ２）とケーシング６との間隙ｄ３は０１乃至
５龍とされる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明するが本発明の
実施の態様はこれにより限定されるものではない。

（実施例１） 第６図は本実施例を説明する複写機の断面図で、第５図
と同一内容には同一符号が付される。図中２０は帯電器
、２１は原稿台ガラス、２２は原稿、２３は集束性光伝
送体、２４は光源、２５は現像装置、２６は転写前露光
器、２７は転写器、２８は分離器、２９は熱ローラ定着
器、３０はクリーニング前除電装置、３１はクリーニン
グ装置で、３２は該装置内のクリーニング用ブレードで
ある。

感光体１としては前記実験例で用いられた正帯電性の有
機感光体が用いられ、該感光体１は径５０Ｍ１１１とさ
れ矢印方向ド周速５０ｘｘ　／　ｓｅｅのスピードで回
転され、まず帯電器２０により＋６００　Ｖの一様な帯
電が付与される。次いで前記帯電面には原稿台２１の原
稿２２を光源２４で光走査した反射光を前記光伝送体２
３で集束して得られる像露光りが施されて静電像が形成
される。この静電像は、低コストでコンパクトに構成さ
れた前記第５図と同様の現像装置２５により現像されト
ナー像が形成される。ここで前記現像装置２５は、以下
の構成とされる。現像スリーブ２は表面が＃３０の粗さ
にサンドブラスト加工されたアルミニウム製２０　ｔｎ
＊　ｌの小径スリーブとされ、現像領域１２における感
光体１との間隙ｄ１がＱ、５１ｍ１＋で本発明による矢
印方向に２５Ｏｒ、ｐ、ｍのスピードで回転される。磁
石体ドラム３は固定され、主磁極７（Ｎ）の磁界の強さ
は８００ガウス、搬送磁極８及び９（Ｓ）の磁界の強さ
は共に５００ガウスとされ、主磁極７と各搬送磁極８及
び９との間隙は回転角で共に１４００とされる。穂立規
制部材４は、水平軸ＰＯに対する回転角θが６０度の位
置に配設され、現像スリーブ２との間隙ｄ２が０．６０
ａ＋ｍとされる。

攪拌手段１７は径３０ｍｍの楕円羽根で現像スリーブ２
と同方向に２０Ｏｒ、ｐ、ｍで回転され、ケーシング内
の現像剤Ｄ（その他補給トナーＴ）を横方向及び縦方向
に攪拌混合して均一な現像剤を現像スリーブ２へと供給
する。トナーホッパ１５内のトナーＴは補給ローラ１９
により１フピー当り１５〜４５Ｍ９ずつ定量補給するも
ので、ケーシング内の現像剤Ｄ　゛と前記攪拌手段１７
により攪拌混合される。なお前記攪拌手段とケーシング
６との間隙ｄ３は２，６朋とされる。また本装置２５に
おいては現像後の現像剤流が山形突起１８によりガイド
されて前記攪拌手段１７へと円滑に搬送されるため現像
剤の攪拌混合が促進される。本実施例には前記実験例に
おける二成分現像剤りが用いられ、該現像剤りを収容し
た前記現像装置２５により現像して得られたトナー像は
、露光器２６により露光されて転写され易くされた後、
転写器２７により転写紙Ｐ上に転写され、また該転写紙
Ｐは分離器２８により分離された後、熱ローラ定着器３
１により加熱定着される。転写後の感光体１は除電装置
３０により除電され、りｌＪ−ニング装置３１のブレー
ド３２により清掃され、次の像形成に備えられる。以上
の実施例によれば、現像装置２５が極めて低コストかつ
コンパクトとされたため感光体１°、引いては複写機全
体を小型“かつ、低コストとすることができ、しかも該
複写機を用いて前記方法で多数回のくり返えし複写を行
ったところ高濃度でかつ地力ブリや像ニジミのない良質
の複写画像をうろことができた。

（実施例２） ３極の磁極をもった第１図に示す現像ロールに代えて、
第２図に示す５極の磁極からなる現像ロールとし、像形
成体及び現像スリーブの回転方向は実施例１と同方向と
し、実施例１と同様のくり返えし複写を行ったところ、
実施例１の場合と同様多数回のくり返えし複写において
も地力ブリや像ニジミのない良質の複写画像が得られた
。

〔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ば、装置が
従来になく低コストかつコンパクトとなり、引いてはか
かる現像装置を装着した複写機等の低コスト及びコンパ
クト化が達成され、しかも高濃度で良質の複写画像が得
られる等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の詳細な説明するだめの現像
装置の要部断面図。 第３図は第１図の実験例との対比を示す現像装置の要部
断面図。 第４図は第２図の実験例との対比を示す現像装置の要部
断面図。 第５図は本発明に適する現像装置の断面図。 第６図は実施例を説明するための複写機の断面図。 第７図は従来の現像装置の要部断面図である。 １・・・・感光体　　　　２・・現像スリーブ３・・・
磁石体　　　　４　・穂立規制部材６・・・−ケーシン
グ　　７，８．９　　・磁極１２・・・・・・現像領域
　　　１３　　・磁界１５・・・　トナーホッパ　１７
・・・・・攪拌手段１９　・・・・トナー補給ローラ ２０・・・・・帯電′器　　　　　２２　　・原稿２３
・・　集束性光伝送体 ２５・・・・・現像装置 ２６・・・・・転写前露光器　２７　　　転写器２８・
・・・分離器　　　　２９　　　定着器３０　　　クリ
ーニング剪除電装置 ３１　　　クリーニング装置 ３２　　　ブレード　　　Ｔ　　トナーＤ　　現像剤　
　　　Ｐ　　転写紙 出願人　小西六写真工業株式会社 第１図 Ｐ２（６０’） 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の磁極を有する磁石体を有し、該磁石体の外
   周を回転して現像剤流を形成し、像形成体と近接した現
   像領域に搬送するようにした小径の現像スリーブを有す
   る現像装置において、現像領域で像形成体と現像剤とを
   同方向に移動回転するようにしたことを特徴とする現像
   装置。
2. （２）前記現像領域での前記像形成体と前記現像スリー
   ブとの移動方向が共に下方に向った同方向であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。