JPH0220117B2 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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Description
本考案は、非磁性現像剤により潜像を現像する
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かしく、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。
本発明は上述の従来方法の問題点を除き、非磁
性現像剤を現像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
新規な現像装置の提供を目的としている。
上記目的を達成する本発明は、粒径が30μ〜
100μの磁性粒子と非磁性現像剤の混合剤であつ
て、非磁性現像剤の濃度が25〜70重量%である混
合現像剤を貯蔵する容器と、潜像担持体に非磁性
現像剤を搬送する回転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
を形成する固定磁極を持つ磁界発生手段とを有
し、
上記規制部材と磁極とにより容器外に流出しな
いように磁性粒子の磁気ブラシを拘束して現像剤
保持部材表面に非磁性現像剤の薄層を形成し、こ
れを潜像担持体に対面させて現像を行うことを特
徴とする現像装置である。
上記本発明の潜像担持体としては、感光体や絶
縁体層を有するドラム状やベルト状の部材が用い
られる。更に、移動する現像剤保持部材として
は、アルミニウム・銅・ステンレス・黄銅等の非
磁性金属や合成樹脂材料によるスリーブ又は樹脂
や金属の無端ベルトの使用が可能であり、その周
面はトナーの搬送性や帯電特性を高めるのに、必
要に応じて粗面化又は凹凸模様を設けても良い。
また、規制部材としては、鉄等の磁性体やアルミ
ニウム、銅、樹脂等の非磁性体によるブレード板
や壁を用い得る。
以下、図面に従つて本発明を更に詳しく説明す
る。
第1図は本発明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4と磁性粒子5の混合体
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、規制部材である磁性ブレード6がねじ止め
されている。
一方、この磁性ブレード6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石7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6との関係で決定され、実際に
は磁性ブレード6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なわれる。
上記構成において、容器3内の磁性粒子5は、
磁石7のS極と磁性ブレード6との内に生じる磁
界により、磁気ブラシ8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8
を保持したまま、磁性粒子と非磁性現像剤とは摺
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6の存在により現像剤と磁
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6
の近傍に形成した磁気ブラシ8により、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。
ところで、磁気ブラシ8を構成する磁性粒子5
は磁石7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8の領域
内に非磁性現像剤があれば、磁気ブラシ8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8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。
第2図は本発明の実施例である。図において、
第1図のものと同一の部材には同一の符号を付し
た。1は感光ドラム、2は現像剤を保持する現像
スリーブ、6は磁性ブレード、4は非磁性トナ
ー、5は磁性キヤリアで両者併せて二成分現像剤
を為す。7-1〜7-4はスリーブ内に配置されたマ
グネツトである。3は現像容器、9は現像スリー
ブ2にバイアス電圧を加えるバイアス電源であ
り、現像容器3中には軸10を中心に回転する摺
拌羽根11を備えている。現像容器内ではキヤリ
ア5と非磁性トナー4は静電的な力で弱く結合
し、マグネツト7-3,7-2に吸着される。
磁性キヤリアの役割は、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6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4と
キヤリア5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4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6にお
いては、マグネツト7-1と磁性ブレード6による
間隙eの磁界のためキヤリア粒子が滞留してブラ
シ状となり、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4はこの磁界の作用を受けることなくこのブレ
ード6を通過し、スリーブ2の表面に非磁性トナ
ー4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。キヤ
リア5の粒子がブレード6部からのもれ出しを防
止する目的でカツト磁極7-1を5〜15゜(図中θ)
現像容器3側に傾ける。このように総ての磁極3
-1〜3-4を現像容器内に限定することで、磁性ブ
レード6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、キヤ
リア5がブレード6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。
この状態をさらに詳述すると、非磁性トナー4
を含む現像剤はスリーブ2に吸着され、磁性ブレ
ード6部に搬送される。磁性ブレード6に対して
スリーブ内部の磁極7-7は若干傾けられた位置に
取り付けられているため、ここでの磁束は弱まつ
ている。そのため現像剤がスリーブに拘束される
力も小さく、現像剤はスリーブの移動方向上流側
に吸着した他の現像剤に押されて磁性ブレードに
沿つてスリーブから離れる方向に動く。また現像
剤は図示する如く矢印cに示す方向に現像容器内
で大きく動き、循環撹拌される。また、磁性ブレ
ード先端近辺ではスリーブが回転するにつれて小
さなループを描く回転運動及び振動運動を生じて
いると見られ、非磁性トナーとスリーブの接触機
会が増し、非磁性トナーに十分なトリボ電荷を生
ずる。同時に前記回転・振動運動によりキヤリア
中に多量に含まれていたトナーは、現像剤中から
分離し、スリーブ表面に付着し、均一なトナーコ
ーテイングを生じることができる。この時キヤリ
ア粒子は各々が小さな誘導磁石となつており、互
いに拘束力を示し、現像容器3内に拘束される。
この状態での磁界の様子は第3図のようになるた
め、磁性ブレード6の下流側には殆んど磁束が発
生しない。よつてキヤリア5がスリーブの搬送力
に引かれて磁性ブレード・スリーブ間を抜けて出
て行くことはない。
感光ドラム1と現像スリーブ2との間隙dは外
部電界が存在しない状態ではスリーブ上のトナー
薄層(約100μ)が、感光ドラム1の表面とは接
触しないように十分広く(約d=300μ)とつて
ある。現像に際してバイアス電源9により現像ス
リーブを所定の電位とすることで希望に応じた画
質を得ることが出来る。
本実施例において非磁性トナーはキヤリアおよ
びスリーブ面との摩擦により帯電される。そして
好ましくはキヤリア表面に酸化被膜またはトナー
と静電的にほぼ同準位にある樹脂などの絶縁処理
を施し、キヤリアからトナーへのトリボ付与を小
さくし、現像に必要なトリボをスリーブ面からの
み受けるようにすれば、キヤリアの劣化を防ぐこ
とができると共にスリーブ面へのトナーの塗布が
容易となる。キヤリアは現像に直接関係せず、非
磁性トナーのスリーブ面への搬送および撹拌の役
割を果すのみであるから、非磁性トナーの補給の
みを行えばよい。スリーブ内固定マグネツト7-1
〜7-4は現像剤容器3の側にのみ磁界が存在する
配置であり、スリーブ表面の磁束密度は400〜
600G必要である。スリーブ2の表面は二成分現
像剤の搬送を促進するため、そして非磁性トナー
4が表面に接触する機会を大きくする目的で、サ
ンドブラスト処理などにより表面粗さをRz=1
〜5μm程度に制御する。
本発明は以上のような現像法に於ける現像剤の
特性を明確化するものである。前記現像法に於い
て、非磁性トナーは磁性キヤリア中に分散して一
体となつてスリーブ表面に吸着し、ブレード手前
に搬送されることが必要である。ブレード部分で
現像剤が運動する時、キヤリア中からトナーが分
離されてくるだけの濃度であることが必要であ
る。またキヤリア同士が磁石粒子として拘束しあ
い、ブレード部から外部へ漏れ出してゆかないこ
とが必要である。
そこで本発明では以上の条件を満たす現像剤と
してキヤリア粒径が30μ〜100μ、トナー濃度が
25wt%〜70wt%のものを用いるものである。
30μより小径のキヤリアを使つた場合、粉体粒
子としての磁気特性が低く、キヤリア同士の拘束
力が小さく、一部のキヤリアはスリーブの回転運
動につれてトナーと共に磁性ブレードを通過して
しまい、現像部に搬送されて感光体とスリーブの
間で放電を生じてしまう。また、100μより大き
いキヤリアを使用した場合、粉体粒子としての磁
気特性が大きく、キヤリア同士の拘束力が大きす
ぎ、ブレード前面でキヤリアが十分な回転運動並
びに振動運動をおこさず、現像剤中からトナーが
分離しにくく、トナーの薄層がその同方向にスジ
状に白く抜けるいわゆる白スジが発生する。
キヤリア又はスリーブとの摩擦帯電によりトリ
ボを付与されたトナーは、キヤリアの拘束から逃
がれてスリーブ表面に付着させなければならない
ため、トナー濃度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の濃度(例えば2〜
12wt%)の数倍の値となる。
第4図はトナー量(wt%)を変化させた時の
コピー濃度及びスリーブ上に形成されるトナー層
厚の関係を示すグラフである。図から明らかなと
おり、トナー量を増加させると、トナー層厚は
除々に増加する傾向を示す。これに対して、コピ
ー濃度はトナー量の増加により一度急激に増加す
るが、それ以後はトナー量が増加してもコピー濃
度はそれ程の増加を示さない。トナー量を増やし
すぎると、逆にコピー濃度の低下が生ずる。これ
はトナー量が増加しすぎると、トナーとキヤリア
の摩擦する機会が減少し、現像に必要なトリボ電
荷がトナー付与されないからであると考えられ
る。
そこで、本発明ではコピー濃度が1.0以上とな
るトナー量25wt%〜70wt%の範囲内でトナー濃
度を選ぶものである。
実際トナー濃度が25wt%以下では、二成分現
像剤中から分離するトナーの量が少なく、スリー
ブ上のトナーのコーテイングは薄いため、十分な
画像濃度を得ることはできなかつた。また、トナ
ー濃度が70wt%以上では、トナーのスリーブへ
の吸着力が小さく、搬送ムラを生じた。また、非
画像部の周りにもトナーが付着してカブリも顕著
となつた。
以下に示す構成の二成分現像剤を用い、第2図
に示した現像装置の構成を下記のように設定して
実験を行つた。
現像スリーブ2:外径32φ
スリーブの回転:ドラムと同周速(300mm/S)
マグネツト7:現像スリーブ表面で400ガウス
現像スリーブ2と磁性ブレード6
との間隙e=0.5mm
磁極7-1と磁性ブレード6
との傾き角θ=10゜
現像スリーブ2と感光ドラム1
との間隙d=0.3mmと
バイアス電源9により現像スリーブ2に周波数
600Hz、ピーク値は1.5KV、中心値が潜像と同極
性で150VのACバイアス電圧を印加した。
このようにして画像形成を行い、いずれの場合
も十分な画像濃度を得た。
(実施例 1)
キヤリアとして表面酸化膜処理(通常電子写真
法で用いられる鉄粉であり、青色の表面をしてい
る)を施した200〜300メツシユ(粒径80μ〜
100μ)のものを使用した。
トナー粒径は平均10μ
トナー重量濃度は40wt%とした。
(実施例 2)
キヤリアとして表面酸化膜処理を施した400〜
500メツシユ(粒径30μ〜40μ)のものを使用し
た。
トナー粒径は平均10μ
トナー重量濃度は60wt%とした。
これらの実施例で示した二成分現像剤と、一般
の二成分マグネツトブラシ現像法で用いられる二
成分現像剤と比較するため、次に一般に二成分現
像剤の組成を示す。
(比較例 1)
A社製二成分現像剤
キヤリアの平均粒径:100μ
トナーの平均粒径:8μ
トナー重量濃度:2wt%
セレン感光体を現像する。
(比較例 2)
B社製二成分現像剤
キヤリアの平均粒径:30μ
トナーの平均粒径:8μ
トナー重量濃度:8wt%
cds感光体を現像する。
(比較例 3)
キヤノン(株)製NP5000の現像剤
キヤリアの平均粒径:60μ
トナーの平均粒径:7μ
トナー重量濃度:12wt%
表面絶縁層を有する感光体を現像する。
このように通常の二成分マグネツトブラシ現像
では2〜12wt%と比較的トナー濃度の低いもの
を用いる。この理由は、一般に二成分マグネツト
ブラシ現像法に於いては感光体暗部を現像する時
にはトナーが十分付着するが、感光体の明部では
一度付着したトナーを最終の摺擦段階で再びかき
落とすことが必要だからであり、いわゆるカブリ
のない画像を形成する理由から、トナー濃度をキ
ヤリア粒径や感光体の種類に応じて適切な低い範
囲に維持しなければならないからである。
一方、本発明の現像法に於いては、非磁性スリ
ーブ上に非磁性トナーのみをコーテイングし、非
磁性スリーブと感光体をトナーの厚み以上に離し
て現像するので、このようなトナー濃度の高い現
像剤を使用することが可能となり、長期枚数に渡
つて安定な画像濃度を維持することが可能となる
ものである。
上記本発明に適用できる非磁性現像剤として
は、従来電子写真法で用いられている現像剤、例
えば樹脂に顔料又は染料を混錬し、これを粋枠し
たものやカプセル化したものを用い得る。そし
て、磁性体粒子としては、鉄粉、フエライト、こ
れらを樹脂で結着したものを用い得る。
以上詳述したように、本発明は現像容器内で非
磁性現像剤と磁性粒子を撹拌循環させ、非磁性現
像剤のみを現像剤保持部材上に薄層として形成
し、潜像を現像する装置において、用いる磁性粒
子の粒径と非磁性現像剤の濃度を特定することに
よつて、常に安定した画像形成を行えるようにな
つた。また非磁性現像剤を用いることができるの
でカラー現像も行えるものである。
The present invention relates to a developing device that develops a latent image using a non-magnetic developer. Conventionally, various devices have been proposed and put into practical use as dry one-component developing devices. However, in any of the development methods, it is extremely difficult to form a thin layer of dry one-component developer, and for this reason, a developing device has been constructed by forming a relatively thick layer. However, as improvements in the clarity and resolution of developed images are currently being sought, it is essential to develop a method for forming a thin layer of a dry one-component developer and an apparatus therefor. As a conventionally known method for forming a thin layer of a dry type one-component developer, Japanese Patent Application Laid-Open No. 43037/1983 has been proposed and has been put to practical use. However, this concerned the formation of a thin layer of magnetic developer. In order to make magnetic developers magnetic, a magnetic material must be added to the toner. Since it is internally added, there are problems such as poor color reproduction during color reproduction. For this reason, as a method for forming a thin layer of non-magnetic developer,
Proposed methods include using a cylindrical brush made of soft beaver hair to apply the developer, and applying the developer to a developing roller with a surface made of fibers such as velvet using a doctor blade. has been done. However, if an elastic blade is used as a doctor blade for the above fiber brush,
Although it is possible to regulate the amount of developer, it is not applied uniformly, and the fiber brush on the developing roller is simply rubbed, and no triboelectric charge is imparted to the developer present between the fibers of the brush. Therefore, there was a problem that ghosts and the like were likely to occur. An object of the present invention is to eliminate the problems of the conventional method described above, and to provide a new developing device that forms a non-magnetic developer as a uniform thin layer on the surface of a developer holding member and applies sufficient triboelectric charge. It is said that The present invention achieves the above object, and the particle size is 30μ~
A container for storing a mixed developer of 100μ magnetic particles and a non-magnetic developer with a concentration of 25 to 70% by weight, and a container for transporting the non-magnetic developer to a latent image carrier. a rotating developer holding member; a regulating member disposed on the non-magnetic developer supply outlet side of the container with a gap formed on the surface of the holding member; and a magnetic field generating means having a fixed magnetic pole that forms a magnetic brush made of magnetic particles on the upstream side of the regulating member on the developer outlet side of the container, and the regulating member and the magnetic pole cause the container to A thin layer of non-magnetic developer is formed on the surface of the developer holding member by restraining the magnetic brush of magnetic particles so that it does not flow out, and development is performed with this layer facing the latent image carrier. This is a developing device. As the latent image carrier of the present invention, a drum-shaped or belt-shaped member having a photoreceptor and an insulating layer is used. Furthermore, as the moving developer holding member, it is possible to use a sleeve made of non-magnetic metal such as aluminum, copper, stainless steel, brass, etc. or a synthetic resin material, or an endless belt made of resin or metal. In order to improve the electrostatic properties and charging characteristics, the surface may be roughened or provided with an uneven pattern, if necessary.
Further, as the regulating member, a blade plate or a wall made of a magnetic material such as iron or a non-magnetic material such as aluminum, copper, or resin may be used. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a sectional view of a developing device for explaining the developing principle of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an electrophotographic photosensitive drum as a latent image carrier, which holds a latent image formed by a latent image forming means (not shown), and rotates in the direction of arrow a to pass through a developing position shown in the drawing. For this photosensitive drum 1, a non-magnetic sleeve 2, which is a developer holding member that holds developer, is attached.
are opposed to each other with a predetermined gap maintained between them, and this sleeve 2 rotates in the direction of arrow b. This sleeve 2
A non-magnetic container 3 made of resin or aluminum, which stores a mixture of a non-magnetic developer 4 and magnetic particles 5, is located above the container 3, and a magnetic blade, which is a regulating member, is located downstream of the container 3 in the rotational direction of the sleeve. 6 is screwed. On the other hand, the sleeve 2 for this magnetic blade 6
On the opposite side, a magnet 7 is provided as a magnetic field generating means. The mounting position of this magnet is determined by the relationship between the position of the magnetic pole and the magnetic blade 6, and in reality, the magnetic pole is provided slightly upstream of the position of the magnetic blade 6 in the direction of movement of the sleeve. By doing this,
The action of the formed magnetic field effectively prevents the magnetic particles from flowing out and uniformly coats the developer. In the above configuration, the magnetic particles 5 in the container 3 are
A magnetic brush 8 is formed by the magnetic field generated between the S pole of the magnet 7 and the magnetic blade 6. As the sleeve 2 rotates, the magnetic brush 8
The magnetic particles and the non-magnetic developer are mixed by sliding while maintaining the magnetic particles and the non-magnetic developer. In this state, on the magnetic blade side of the container 3, due to the presence of the blade 6, the mixture of developer and magnetic particles is prevented from moving by the blade, rises, and circulates in the direction of arrow c. Non-magnetic developer is triboelectrically charged by mixing with magnetic particles. The charged developer is transferred to the magnetic blade 6
A magnetic brush 8 formed near the sleeve 2 applies a thin, uniform coating onto the surface of the sleeve 2 by reflection force, and reaches a position facing the photoreceptor drum. By the way, the magnetic particles 5 constituting the magnetic brush 8
By setting the binding force due to the magnetic field of the magnet 7 to be larger than the conveying force caused by the electrostatic adhesion force and frictional force between the sleeve and the magnetic particles, the sleeve 2
It will not leak upwards. If there is non-magnetic developer within the area of the magnetic brush 8, the ratio of the magnetic particles of the magnetic brush 8 to this developer remains approximately constant as the sleeve 2 rotates. Thereby, even if the developer on the sleeve is consumed during development, the developer is automatically supplied to the area of the magnetic brush 8. Therefore, it is possible to always supply and apply a constant amount of developer onto the sleeve 2. In addition, in the above explanation of the principle, a magnetic blade is used as the regulating member, but the non-magnetic blade or the wall of non-magnetic material such as resin or aluminum that constitutes the container can be
It can also be used as this regulating member. However, in this case, in order to prevent the magnetic particles from flowing out, it is necessary to make the gap between the sleeve and the regulating member even smaller than when using a magnetic blade. Further, when a magnetic blade is used, it is preferable because a magnetic brush can be stably formed at the developer outlet by the magnetic field between the blade and the magnetic pole, and the magnetic particles can be restrained and circulated. FIG. 2 shows an embodiment of the invention. In the figure,
The same members as those in FIG. 1 are given the same reference numerals. 1 is a photosensitive drum, 2 is a developing sleeve for holding a developer, 6 is a magnetic blade, 4 is a non-magnetic toner, and 5 is a magnetic carrier, which together form a two-component developer. 7 -1 to 7 -4 are magnets arranged inside the sleeve. 3 is a developing container; 9 is a bias power source for applying a bias voltage to the developing sleeve 2; the developing container 3 is provided with a sliding blade 11 that rotates around a shaft 10; In the developing container, the carrier 5 and the non-magnetic toner 4 are weakly coupled by electrostatic force and attracted to the magnets 7 -3 and 7 -2 . The role of the magnetic carrier is to disperse the non-magnetic toner and transport the non-magnetic toner while being attracted to the sleeve.
The developer used is the toner concentration used in normal two-component magnetic brush development (for example, 2 to 12 wt%).
A two-component developer containing 30 to 70 wt% toner is used, which is several times the amount of toner. The two-component developer attracted by the magnet is conveyed to the magnetic blade 6 by rotation of the sleeve.
During this conveyance process, the two-component developer consisting of the non-magnetic toner 4 and the carrier 5 is attracted to the surface of the sleeve 2 by magnetic force and rubs against the sleeve, so the non-magnetic toner 4 also flows onto the surface of the developing sleeve 2. It is attracted by electrostatic force. In the magnetic blade 6, carrier particles are retained in the magnetic blade 6 due to the magnetic field in the gap e formed by the magnet 7-1 and the magnetic blade 6, forming a brush-like shape, and are scraped off from the surface of the sleeve 2. On the other hand, the non-magnetic toner 4 adhering to the surface of the sleeve 2 passes through the blade 6 without being affected by this magnetic field, and a thin layer of non-magnetic toner 4 is formed on the surface of the sleeve 2. The sleeve 2 is supplied to the adjacent developing section. In order to prevent the particles of the carrier 5 from leaking out from the blade 6 part, the cut magnetic pole 7 -1 is set at an angle of 5 to 15 degrees (θ in the figure).
Tilt it toward the developer container 3 side. In this way, all magnetic poles 3
By limiting -1 to 3 -4 within the developing container, leakage of magnetic flux from the magnetic blade 6 to the developing section side is prevented.
Since the magnetic flux is limited only within the developer container 3, it is almost impossible for the carrier 5 to be taken out of the developer container from the blade 6 section. To explain this state in more detail, the non-magnetic toner 4
The developer containing the developer is attracted to the sleeve 2 and conveyed to the magnetic blade 6 section. Since the magnetic poles 7 - 7 inside the sleeve are attached at a slightly inclined position with respect to the magnetic blade 6, the magnetic flux there is weakened. Therefore, the force with which the developer is restrained by the sleeve is small, and the developer is pushed by other developers adsorbed on the upstream side of the sleeve in the direction of movement and moves away from the sleeve along the magnetic blade. Further, as shown in the figure, the developer moves greatly within the developer container in the direction shown by arrow c, and is circulated and agitated. In addition, near the tip of the magnetic blade, as the sleeve rotates, small loop rotation and vibration movements appear to occur, increasing the chance of contact between the non-magnetic toner and the sleeve, creating a sufficient triboelectric charge on the non-magnetic toner. . At the same time, the large amount of toner contained in the carrier is separated from the developer by the rotational and vibrating motion and adheres to the sleeve surface, resulting in uniform toner coating. At this time, the carrier particles each act as a small guiding magnet, exert a restraining force on each other, and are restrained within the developer container 3.
Since the magnetic field in this state is as shown in FIG. 3, almost no magnetic flux is generated on the downstream side of the magnetic blade 6. Therefore, the carrier 5 will not be pulled by the conveying force of the sleeve and go out between the magnetic blade and the sleeve. The gap d between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 2 is sufficiently wide (about 300 μ) so that the thin toner layer (about 100 μ) on the sleeve does not come into contact with the surface of the photosensitive drum 1 in the absence of an external electric field. It is said. During development, by setting the developing sleeve to a predetermined potential using the bias power supply 9, desired image quality can be obtained. In this embodiment, the non-magnetic toner is charged by friction with the carrier and sleeve surfaces. Preferably, the surface of the carrier is coated with an oxide film or an insulating treatment such as a resin that is at almost the same electrostatic level as the toner, so that the amount of triboelectricity imparted from the carrier to the toner is reduced, and the triboelectricity necessary for development is applied only from the sleeve surface. By doing so, deterioration of the carrier can be prevented and toner can be easily applied to the sleeve surface. Since the carrier is not directly involved in development and only plays the role of transporting and stirring the non-magnetic toner to the sleeve surface, it is only necessary to replenish the non-magnetic toner. Fixed magnet inside the sleeve 7 -1
~7 -4 is an arrangement where the magnetic field exists only on the developer container 3 side, and the magnetic flux density on the sleeve surface is 400~
600G is required. The surface of the sleeve 2 has a surface roughness of Rz=1 by sandblasting etc. in order to promote the transport of the two-component developer and to increase the chance that the non-magnetic toner 4 comes into contact with the surface.
Control to about ~5 μm. The present invention clarifies the characteristics of the developer in the above-mentioned development method. In the above-mentioned development method, it is necessary that the non-magnetic toner be dispersed in the magnetic carrier, be integrated into the magnetic carrier, be attracted to the sleeve surface, and be conveyed in front of the blade. When the developer moves in the blade portion, it is necessary that the concentration is such that the toner is separated from the carrier. It is also necessary that the carriers are bound to each other as magnetic particles and do not leak out from the blade portion. Therefore, in the present invention, as a developer that satisfies the above conditions, the carrier particle size is 30μ to 100μ and the toner concentration is
25wt% to 70wt% is used. When carriers with a diameter smaller than 30μ are used, their magnetic properties as powder particles are low, and the binding force between the carriers is small, and some of the carriers pass through the magnetic blade along with the toner as the sleeve rotates, causing damage to the developing section. When the photoreceptor is transported to the sleeve, an electric discharge occurs between the photoreceptor and the sleeve. In addition, if a carrier larger than 100 μm is used, the magnetic properties of the powder particles are large, and the binding force between the carriers is too large, and the carrier does not make sufficient rotational or vibrational movement on the front surface of the blade. The toner is difficult to separate, and a so-called white streak occurs in which a thin layer of toner runs in the same direction in a white streak-like manner. Toner that has been tribocharged by frictional electrification with the carrier or sleeve must escape from the restraint of the carrier and adhere to the sleeve surface, so the toner concentration is lower than that of the toner used in normal two-component magnetic brush development. concentration (e.g. 2~
12wt%). FIG. 4 is a graph showing the relationship between the copy density and the toner layer thickness formed on the sleeve when the toner amount (wt%) is changed. As is clear from the figure, as the amount of toner increases, the toner layer thickness tends to gradually increase. On the other hand, the copy density once increases rapidly due to an increase in the amount of toner, but thereafter the copy density does not show a significant increase even if the amount of toner increases. If the amount of toner is increased too much, the copy density will decrease. This is thought to be because when the amount of toner increases too much, the chance of friction between the toner and the carrier decreases, and the tribocharge necessary for development is not imparted to the toner. Therefore, in the present invention, the toner density is selected within the range of 25 wt% to 70 wt% of the toner amount at which the copy density is 1.0 or more. In fact, when the toner concentration is less than 25 wt%, the amount of toner separated from the two-component developer is small and the toner coating on the sleeve is thin, making it impossible to obtain a sufficient image density. Further, when the toner concentration was 70 wt% or more, the adsorption force of the toner to the sleeve was small, causing uneven conveyance. In addition, toner adhered around non-image areas, resulting in noticeable fogging. An experiment was conducted using a two-component developer having the configuration shown below and setting the configuration of the developing device shown in FIG. 2 as follows. Developing sleeve 2: Outer diameter 32φ Sleeve rotation: Same peripheral speed as the drum (300 mm/S) Magnet 7: 400 Gauss on the surface of the developing sleeve Gap between developing sleeve 2 and magnetic blade 6 = 0.5 mm Magnetic pole 7 -1 and magnetism Inclination angle θ with the blade 6 = 10° Gap between the developing sleeve 2 and the photosensitive drum 1 d = 0.3 mm, and the frequency applied to the developing sleeve 2 by the bias power supply 9.
An AC bias voltage of 150V was applied at 600Hz, the peak value was 1.5KV, and the center value was the same polarity as the latent image. Images were formed in this manner, and sufficient image density was obtained in all cases. (Example 1) 200 to 300 meshes (particle size 80μ to
100μ) was used. The average toner particle size was 10 μm, and the toner weight concentration was 40 wt%. (Example 2) 400~ treated with surface oxide film as a carrier
500 mesh (particle size 30μ to 40μ) was used. The average particle size of the toner was 10 μm, and the weight concentration of the toner was 60 wt%. In order to compare the two-component developer shown in these Examples with a two-component developer used in a general two-component magnetic brush development method, the composition of the two-component developer is generally shown below. (Comparative Example 1) Two-component developer manufactured by Company A Average particle size of carrier: 100μ Average particle size of toner: 8μ Toner weight concentration: 2wt% A selenium photoreceptor is developed. (Comparative Example 2) Two-component developer manufactured by Company B Average particle size of carrier: 30μ Average particle size of toner: 8μ Toner weight concentration: 8wt% A CDS photoreceptor is developed. (Comparative Example 3) NP5000 developer manufactured by Canon Inc. Average particle size of carrier: 60μ Average particle size of toner: 7μ Toner weight concentration: 12wt% A photoreceptor having a surface insulating layer is developed. As described above, in normal two-component magnetic brush development, a toner with a relatively low concentration of 2 to 12 wt% is used. The reason for this is that in general, in the two-component magnetic brush development method, toner adheres sufficiently when developing the dark areas of the photoreceptor, but once the toner adheres to the bright areas of the photoreceptor, it is scraped off again in the final rubbing step. This is because, in order to form so-called fog-free images, the toner concentration must be maintained in an appropriately low range depending on the carrier particle size and the type of photoreceptor. On the other hand, in the developing method of the present invention, only the non-magnetic toner is coated on the non-magnetic sleeve, and the non-magnetic sleeve and the photoreceptor are separated by at least the thickness of the toner for development. It becomes possible to use a developer, and it becomes possible to maintain stable image density over a long period of time. As the non-magnetic developer that can be applied to the present invention, developers conventionally used in electrophotography, such as those prepared by kneading pigments or dyes with resin and forming a frame or encapsulating the mixture, can be used. . As the magnetic particles, iron powder, ferrite, or those bound with resin can be used. As detailed above, the present invention is an apparatus for agitating and circulating a non-magnetic developer and magnetic particles in a developer container, forming only the non-magnetic developer as a thin layer on a developer holding member, and developing a latent image. By specifying the particle size of the magnetic particles and the concentration of the non-magnetic developer used, stable image formation has become possible at all times. Furthermore, since a non-magnetic developer can be used, color development can also be performed.
第1図は本発明の原理説明のための現像装置の
断面図、第2図は本発明による現像装置の実施例
の断面図、第3図は磁石によるスリーブ表面の磁
束の様子を表わした説明図、第4図はトナー量を
変化させた時のコピー濃度及びトナー層厚の関係
を示すグラフである。
図において、2……現像スリーブ、3……現像
容器、4……非磁性トナー、5……キヤリア、6
……磁性ブレード、7……磁石、9……バイアス
電源、を表わす。
Fig. 1 is a cross-sectional view of a developing device for explaining the principle of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the developing device according to the present invention, and Fig. 3 is an explanation showing the state of magnetic flux on the sleeve surface due to the magnet. FIG. 4 is a graph showing the relationship between copy density and toner layer thickness when the amount of toner is changed. In the figure, 2...Developing sleeve, 3...Developing container, 4...Nonmagnetic toner, 5...Carrier, 6
. . . magnetic blade, 7 . . . magnet, 9 . . . bias power supply.
Claims (1)
の混合剤であつて、非磁性現像剤の濃度が25〜70
重量%である混合現像剤を貯蔵する容器と、 潜像担持体に非磁性現像剤を搬送する、回転す
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
形成する固定磁極を持つ磁界発生手段とを有し、 上記規制部材と磁極とにより容器外に流出しな
いように磁性粒子の磁気ブラシを拘束して現像剤
保持部材表面に非磁性現像剤の薄層を形成し、こ
れを潜像担持体に対面させて現像を行うことを特
徴とする現像装置。 2 前記現像剤保持部材に交流成分を有する電圧
が印加される特許請求の範囲第1項に記載の現像
装置。[Scope of Claims] 1. A mixture of magnetic particles with a particle size of 30 μm to 100 μm and a non-magnetic developer, wherein the concentration of the non-magnetic developer is 25-70 μm.
a container for storing a mixed developer of % by weight; a rotating developer holding member for conveying the non-magnetic developer to the latent image carrier; and a developer holding member located on the non-magnetic developer supply outlet side of the container;
A regulating member is arranged with a gap formed on the surface of the holding member, and a magnetic material is arranged on the opposite side of the regulating member through the holding member, and is located upstream of the regulating member on the developer outlet side of the container. a magnetic field generating means having a fixed magnetic pole that forms a magnetic brush of particles, and the regulating member and the magnetic pole restrain the magnetic brush of the magnetic particles so that they do not flow out of the container, and a non-magnetic material is applied to the surface of the developer holding member. A developing device is characterized in that it forms a thin layer of developer and performs development by making the thin layer face a latent image carrier. 2. The developing device according to claim 1, wherein a voltage having an alternating current component is applied to the developer holding member.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323883A JPS59198479A (en) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | Developing device |
| US06/527,397 US4579082A (en) | 1982-09-02 | 1983-08-29 | Developing apparatus |
| DE3331428A DE3331428C2 (en) | 1982-09-02 | 1983-08-31 | Method and apparatus for forming a layer of non-magnetic developer particles |
| GB08323583A GB2128902B (en) | 1982-09-02 | 1983-09-02 | Developing apparatus |
| FR8406569A FR2545237B1 (en) | 1983-04-26 | 1984-04-26 | DEVELOPMENT APPARATUS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323883A JPS59198479A (en) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | Developing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198479A JPS59198479A (en) | 1984-11-10 |
| JPH0220117B2 true JPH0220117B2 (en) | 1990-05-08 |
Family
ID=13512397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7323883A Granted JPS59198479A (en) | 1982-09-02 | 1983-04-26 | Developing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198479A (en) |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP7323883A patent/JPS59198479A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59198479A (en) | 1984-11-10 |
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