JP2511882B2

JP2511882B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2511882B2
Application number: JP61134095A
Authority: JP
Inventors: 尚美石橋; 一雅林; 三吉信太
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPS62289874A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一成分磁性トナーを用いる現像装置に関
し、特に電子写真法を利用した複写装置あるいは印加装
置等の現像装置に関するものである。

従来の技術従来より、電子写真法を利用した複写装置等の一成分
磁性トナーを用いた方式としては、例えば米国特許3,90
9,258号公報に見られるような低抵抗トナーを用いた誘
導帯電方式あるいは英国特許1,396,979号公報に見られ
るようなトナーを高電場下において物理的に急速攪乱す
る注入帯電方式などが知られているが、前者は像担持体
に現像されて付着したトナーを転写紙（普通紙）に転写
することが通常の電界を利用した方法では困難なこと、
後者は構成が複雑であることなどのために実用されてい
る例が少ない。最近においては、例えば米国特許4,292,
427号公報あるいは同じく米国特許4,259,427号公報に見
られるようなトナーを保持している部材やトナー層を規
制する部材、またはトナー相互などによる摩擦で帯電す
る方式が実用に供されるようになってきた。その具体的
な代表例を第２図に示す。第２図において、磁性体ある
いは弾性体からなるトナー層規制部材３によって、回動
するトナー保持部材２の表面に供給されたトナー１の層
厚を規制するとともに、この時にこれら規制部分３や保
持部分２さらにはトナー相互などによる摩擦によって現
像に必要な電荷をトナーに与える方式である。このよう
な簡便な方式によってトナーの層厚、さらには電荷を均
質に得ることは十分に可能なことであるが、しかしなが
ら長期的な信頼性の面から見るとトナー層規制部材３の
近傍特に上流側Ａにおいて、トナーが造粒現像によりブ
ロック化し規制部材３とトナー保持部材２の僅かの規制
間隙に対して目詰まりを生じ、トナー薄層に筋状の不均
質なむらをもたらすことに加えて、上述のトナーの造粒
ブロックが規制間隙から摺り抜けて像担持体４、例えば
感光体の潜像を顕像化するための現像部Ｂに至ることも
しばしば見られる。この造粒現象は画像の解像度を上げ
るためにトナー粒径を通常の十数ミクロンから数ミクロ
ンに下げた場合に著しく生じ易い。そして、このような
造粒ブロック化現象は一成分磁性トナーにおいて特有の
現象である。

発明が解決しようとする問題点上述したように、このようなトナー層の不均質な筋状
のむら、あるいは規制間隙を摺り抜けたブロック状トナ
ー粒は、当然の事ながら現像に対して具合の悪い結果を
与える事は明らかである。前者は画像上においては筋状
の白抜けとなり、後者は縞状の地かぶりをもたらすもの
である。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであってト
ナー層厚ならびにトナーの帯電電荷を長期間に亙って均
質安定に得られる現像装置を提案することを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明の現像装置は、そ
の表面に磁性トナーを保持して回動するトナー保持部材
と、トナー保持部材の裏面側に配設された磁界発生手段
と、トナー保持部材の下部で、かつトナー保持部材の表
面に近接して配置された前記磁性トナーを薄層化するた
めの規制部材と、該規制部材の上流側で、かつ前記磁界
発生手段の磁界が及ぶ範囲のトナー保持部材表面近傍に
配設された磁性トナーを伸長分散する固定磁性部材と、
前記規制部材と前記固定磁性部材の下部でかつ固定磁性
部材の上流側にトナーを供給するためのトナー供給手段
を有する構成を備えたものである。

作用本発明は上記した構成によって、トナー保持部材に保
持されて規制部材に到る磁性トナーをその上流側におい
て高密度で一定の固定された磁界中を通過させることに
よって、トナーを伸長、分散し、造粒ブロック化するこ
とを防止し、かつまた分散されたトナーのみ規制部材に
よって薄層化されるようにしているために、規制部材と
トナー保持部材の規制間隙にブロック状トナーが目詰ま
りすることが解消され、従って長期間に亙って均質なト
ナー薄層が得られ、この均質な磁性トナー薄層によって
像担持体の表面を摺擦することから、その結果均一な濃
度で地かぶりの少ない高品質の画像を得ることが可能と
なる。

実施例以下、本発明の具体的な一実施例について添付した図
面に基づいて詳述する。第１図は、本発明の現像装置が
適用される電子写真法を利用した印字装置の一例を示す
内部構造図である。第１図において、５は印字装置本体
であって、その略中央部に像担持体、具体的には感光体
ドラム４が矢符方向へ回転駆動されるように設けられて
いる。ドラム４の周囲には、帯電用チャージャ６、本発
明に従う現像装置19、転写用チャージャ７、分離除電用
チャージャ８、クリーニング装置９が感光体ドラム４の
矢符で示されている回転方向に順次配設され、ドラム４
の回転に伴って動作し、ドラム４の回転と同期して搬送
される転写紙10上に、トナー像を転写させる作像部を構
成している。

この作像部は、感光体ドラム４をクリーニング装置９
によりクリーニングしたのち、帯電用チャージャ６によ
り帯電させる。トラム４のこの帯電表面には、例えば半
導体レーザダイオードと多面回転体及びレンズ光学系か
らなる露光系11により露光され、静電潜像が形成され
る。次に、この静電潜像を本発明に従う現像装置19によ
ってトナー現像し、現像後のトナー像を、同期を取って
送られてくる転写紙10上へ転写用チャージャ７によって
転写される。さらに、転写後の転写紙10は分離除電用チ
ャージャ８によってドラム４の表面から分離される。転
写紙10が分離された転写後のドラム４の表面は、クリー
ニング装置９により残留トナーをかき落とされた後、最
初の状態に戻る。作像部の左側には、前記転写紙10を運
ぶベルト帯電用チャージャ13によって帯電され、転写紙
10を静電力によって吸着する搬送ベルト12、及び転写紙
10上の転写トナー像を加熱融着させる加熱定着器14が配
設されて通常の電子写真印字装置を構成している。給紙
部は、給紙カセット15が印字装置本体５の一方の側面へ
張り出す状態で装着され、給紙ローラ16を駆動すること
によって給紙カセット15から転写紙10をタイミングロー
ラ17へ送りだし、ガイド板18によって案内されて、前記
作像部へ感光体ドラム４上のトナー像の移動と同期を取
って送り込む。

以上は、本発明に伴う現像装置が適用される印字装置
の一例を示したものである。

第３図は（ａ）は、本発明を前述の電子写真印字装置
に適用した場合の現像装置を示す内部構造図であり、
（ｂ）は、現像装置のトナー貯留部の構造図である。第
３図において、像担持体４の表面は、アクリル、スチロ
ール、ポリエステル等の樹脂中に、フェライト等の磁性
粉を主成分として混合分散し粉砕した平均粒径が10μ程
度の高抵抗一成分磁性トナーの薄層１で摺擦される。こ
の磁性トナー層は、回動自在に支持されて矢符方向に回
転駆動されている非磁性円筒状のトナー保持部材２の周
面に保持されて像担持体４の表面に搬送される。トナー
保持部材２の下部にはトナー保持部材２の周表面に近接
して磁性トナーを薄層化するための規制部材22が配設さ
れている。規制部材22の規制面とトナー保持部材２の周
表面との規制間隙は要求されるトナー層厚や規制部材22
が磁性か非磁性かによって異なるが一般的には0.5〜0.2
mmである。規制部材22のトナーが搬送されて来る上流側
には、規制部材22と同じ様にトナー保持部材２の周表面
に近接して磁性部材23が配設されている。磁性部材23の
トナー保持部材２に対する近接面とトナー保持部材２の
周表面との間隙は、先の規制部材22における規制間隙よ
り大きく取る必要が有り約1.0〜0.5mm程度が、そして近
接面の幅は、少なくとも1mm以上がのぞましい。これら
の数値は、例えば規制部材22に規制されて像担持体４側
に搬送されるトナーの単位時間当たりの量を１とした場
合、磁性部材23とトナー保持部材２との間隙を通過する
量は望ましくは1.2〜1.5程度、言い替えるならば規制を
受けて残余となるトナーが20〜50％に調整される必要が
ある。この量が少ないと規制部材22の下流側でのトナー
層厚が不安定になり易く、逆に多い場合には規制部材22
近傍上流側でトナーの造粒ブロック化現象が生ずるよう
になるからである。トナー保持部材２の円筒周面内に
は、トナー保持部材２の周表面に保持されている磁性ト
ナー層をブラシ状に起毛させるために多極永久磁石24が
内包固定されている。その磁極は、通常のこの種の現像
装置と同じ様に像担持体４と相対してブラシ状トナー層
で像担持体４を摺擦できる位置、規制部材22と相対して
トナー層をブラシ状に穂立ちさせてトナー層厚を規制で
きる位置に加えて、本発明においては磁性部材23と相対
して磁性部材23に磁界の作用を及ぼし磁性部材23との間
で強磁場を形成しこの磁場中でトナー層を伸長分散でき
る位置に配置されている。磁性トナーは、通常磁場中で
は磁力線にそって羽毛状に各粒子が連なり、その層密度
が小さくなるので、この状態でトナー保持部材２に保持
して磁場中を搬送することは、トナー粒子が動き易いた
めに容易に攪乱されてブロック状トナーの解し現象が生
ずる。この磁性部材23の働きは、上記した攪乱によるブ
ロック状トナーの解し現象とさらに前記した規制部材22
側に送り出す量を規制して規制部材22近傍でのトナーの
ブロック化を防止するものである。本発明の現像装置に
は、さらに規制部材22と磁性部材23下部に円筒状のトナ
ー貯留部20が配設されその内部には円筒状の内周面を軟
質ゴム薄板で作られた先端部が摺擦するトナー掻き揚げ
羽根21が設けられている。この掻き揚げ羽根21は円筒状
のトナー貯留部20の中心部に支点を持って図示のように
矢符方向に回転している。トナー貯留部20の円筒状壁面
には２箇所に切り欠き部25,26が有って、その１つは規
制部材の、他の１つは磁性部材の各々上流側に相当する
部分にある。規制部材側の切り欠き部25は、トナー保持
部材２の回動によって搬送されてきたトナーが規制部材
22により規制されて余分となるので、規制部材近傍の上
流側で残余となったトナーをトナー貯留部20内に回収す
るためのものであり、磁性部材側の切り欠き部26は磁性
部材23の上流側に回収されたトナーを含めて当初より貯
留されていたトナーを供給するためのものである。ま
た、本発明において重要な構成の１つとして円筒状トナ
ー貯留部20の２つの切り欠き部の間に存在する内壁面27
の働きがある。この内壁面27は、前記強磁場中で伸長分
散された以外のトナーが規制部材22と磁性部材23の間か
ら浸入することを避ける働きをおこなう。この間におい
て、他よりトナーが紛れ込むと規制部材22上流側でのト
ナーのブロック化が発生し本発明の効果を大きく損なう
ことになる。

本実施例において、トナーの供給は前記円筒状トナー
貯留部20の壁面を２重構造、即ち第４図に示すように外
壁円筒体28と内壁円筒体29として、該内壁円筒体29をト
ナー供給カートリッジとしてトナーを貯留し、これを外
壁円筒体28に挿入することにより行うこともできる。

第５図は、本発明に従う他の実施例であり、第３図に
示した要素と共通の要素については同一符号を付して説
明を省略する。第５図においては、磁性部材23に対向す
る磁極が複数となっており、前記攪乱効果がより高めら
れた構成となっている。

次に、上記実施例について具体的なデータを付け加え
てさらに説明する。像担持体４は、感光体としてセレン
ドラムあるいは有機感光体ドラムやベルトでも良く、こ
こでは機能分離型有機感光体ドラムを用いた。表面帯電
電圧は−750Vであり、周速は90mm/Sec.である。磁性ト
ナーは、一例としてポリエステル樹脂57.5部、マグネタ
イト35部、電荷制御剤３部、カーボン４部、ステアリン
酸0.5部の比率で周知の方法により混合分散し粉砕した
平均粒径８μのものを利用した。なお、トナーとしては
上記組成に限定されるものではない。トナー保持部材と
しては、第３図に従う状態において、非磁性ステンレス
円筒材を用い、これに内包されている多極永久磁石には
円筒表面上から計測して900ガウスの表面磁束密度のも
のを使用した。規制部材には非磁性ステンレス、磁性部
材には磁性ステンレスを各々用いた。規制間隙は、0.3m
mであり、磁性部材とトナー保持部材との間隙は0.8mmに
選択した。この時、規制部材上流側での残余のトナーは
前記した比率で約3.5％であった。像担持体、即ち有機
感光体ドラムとトナー保持部材表面との間隙は、0.4mm
であり、この条件において感光体表面をトナー薄層は磁
界の作用によりブラシ状に起毛し摺擦できる状態にあ
る。トナー保持部材の周速は、感光体と等速とし、この
時現像位置に達したトナーの帯電電荷量を測定した結
果、−5.2〜−6.0μC/gであった。この条件においてト
ナー保持部材に−650Vのバイアスを与えて、第２図に示
した露光系を利用し潜像を作製し、反転現像して印字試
験を行った。露光系の解像度は、20ドット/mm、即ち50
μの最小線像で露光したが、得られた印字品質において
は、ほぼこれを再現する解像度であった。さらにこの条
件において磁性トナー2kgを消費して連続印字試験を行
ったが、当初の印字品質を維持し解像度の高い地かぶり
の少ない画像が得られた。

上記のような実験によって規制間隙を一定にして、ト
ナー保持部材表面と磁性部材の間隙を調整し、トナーの
ブロック化による縞状地かぶりおよびトナー薄層の筋状
化による白抜け、さらにはトナーの帯電電荷量の変化を
観察した結果、先に記した残余のトナー比率が10％程度
ではトナー層厚に不安定な箇所が生じて画像濃度が常に
均質になり難い面がある。他方、70％を超えるとブロッ
ク状トナーが生成する状態となり帯電電荷量にも変動が
見られる状況となる。

発明の効果以上のように本発明は、一成分高抵抗磁性トナーを用
いる現像装置であって、上記トナーがトナー保持部材に
保持されてトナー層厚の規制部材に搬送されるまでの間
に強磁場を構成してこれを通過させ、これを伸長、分散
すると共に規制部材に対する搬送量を適正化することに
よって、トナーの造粒ブロック化現象を回避し帯電電荷
量を安定に維持しつつ画像に白抜け、縞状地かぶりのな
い優れた印字品質を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置が適用される電子写真法を
利用した印字装置の一例を示す内部構成図、第２図は、
従来の現像装置の具体的な代表例図、第３図（ａ）は、
本発明の電子写真印字装置に適用した場合の現像装置を
示す内部構造図、第３図（ｂ）は、本発明の現像装置の
トナー貯留部の構成図、第４図は、本発明のトナー貯留
部の壁面を２重構造にした現像装置を示す実施例図、第
５図は、本発明の第４図に従う他の実施例図である。２……トナー保持部材、５……印字装置本体、19……現
像装置、21……トナー掻き揚げ羽根、22……規制部材、
23……磁性部材、24……多極永久磁石。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の表面に磁性トナーを摺擦するた
めに磁性トナーを薄層化して供給する現像装置であっ
て、前記磁性トナーを摺擦するためにその表面にトナーを保
持して回動するトナー保持部材と、トナー保持部材の裏面側に配設された磁界発生手段と、トナー保持部材の下部でかつトナー保持部材の表面に近
接して配置された前記磁性トナーを薄層化するための規
制部材と、該規制部材の上流側でかつ前記磁界発生手段の磁界が及
ぶ範囲のトナー保持部材表面近傍に配設された磁性トナ
ーを伸長分散する固定磁性部材と、前記規制部材と前記固定磁性部材の下部でかつ固定磁性
部材の上流側にトナーを供給するためのトナー供給手段
と、を有することを特徴とする現像装置。